活性聚合法合成结构精确的含氟嵌段共聚物

结构精确的含氟嵌段共聚物具有优异而独特的化学和物理性能,有广阔的应用前景,因此受到广泛的关注.含氟嵌段共聚物可分为两类,一类是侧基含氟嵌段共聚物,另一类是主链含氟嵌段共聚物.活性聚合为嵌段共聚物的合成提供了最为重要的方法,利用它可以合成结构精确、分子量可控、分子量分布窄的嵌段共聚物.根据单体的反应特性选择不同的聚合方法,可以得到不同的含氟嵌段共聚物.本文主要综述了近几年利用各种活性聚合方法合成结构精确的含氟嵌段共聚物方面的进展.     

原子转移自由基聚合(ATRP)在二氧化硅表面接枝中的应用

ATRP方法是在二氧化硅(SiO2)表面接枝聚合物的一种有效方法.通过硅烷偶联剂把ATRP引发剂键接到SiO2表面,然后进行表面ATRP聚合,可以在SiO2表面接枝各种均聚物、嵌段共聚物、超支化聚合物.聚合可以在有机溶剂或水中进行.把ATRP方法同其它聚合方法如氮氧稳定自由基聚合或开环聚合相结合,可以在SiO2表面接枝复杂结构的聚合物如V型嵌段共聚物、梳型共聚物等.SiO2表面ATRP聚合可以通过外加引发剂或外加二价铜来实现聚合可控.     

引发转移终止剂技术合成含有聚异戊二烯链段的三嵌段共聚物

含聚异戊二烯 (ＰＩＰ)链段的嵌段共聚物有着广泛的应用[1～ 3 ] ,有关它的合成、性能表征及应用方面的研究一直是学术及工业界的研究热点 .传统上 ,含有ＰＩＰ链段的嵌段共聚物用活性负离子聚合的方法来合成 ,例如 :聚苯乙烯 聚异戊二烯嵌段共聚物[3 ,4 ] .这是由聚合物增长链端的特殊活性所决定的 ,采用活性负离子聚合方法 ,不但能很好地控制共聚物的分子量和分子量分布 ,而且能控制共聚物中各组分的比例 .但是 ,负离子聚合通常需在较苛刻的条件下进行 ,如低温高真空、高纯度的单体和溶剂 ,而且能用于负离子聚合的单体也有限 .相对而言 ,…     

一种含乙氧羰基偶氮苯液晶三嵌段共聚物的合成与表征

利用原子转移自由基聚合(ATRP),合成了一种含有乙氧羰基偶氮苯的液晶三嵌段共聚物,并合成了一种同样偶氮生色团的均聚物进行对比.均聚物(PC6ET)由偶氮单体甲基丙烯酸{6-[4-(4-乙氧羰基苯基偶氮)苯氧基]己酯}(C6ET)的ATRP反应制备.嵌段共聚物的合成,先通过聚环氧乙烷(PEO)和过量的2-溴异丁酰溴、三乙胺反应,得到双端大分子引发剂(Br-PEO-Br);再进一步通过C6ET的ATRP反应,得到了三嵌段共聚物(PC6ET-PEO-PC6ET).热分析、偏光显微镜观察和X射线衍射实验证实,合成的均聚物和嵌段共聚物均为近晶型液晶聚合物.三嵌段共聚物的液晶清亮点比均聚物的稍低.     

支化PEG-b-PCL嵌段共聚合物的合成

以聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)为大分子引发剂进行ε-己内酯的酶催化开环聚合, 合成出嵌段共聚物, 然后将其转化成大分子引发剂型单体(Macroinimer), 最后通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备出一种新型结构的嵌段型支化聚合物.     

基于ATRP技术的多嵌段共聚物研究进展

原子转移自由基聚合(ATRP)技术是合成结构规整性聚合物的有效途径。综述了近十年来采用ATRP技术合成多嵌段共聚物的研究进展。从引发剂、共聚单体和反应条件等方面讨论了ABA型、ABC型和ABCBA型等类型多嵌段共聚物的合成、性质与潜在应用。对原子转移自由基聚合技术在合成功能性多嵌段共聚物中的应用前景进行了展望。     

非线形嵌段共聚物的合成

主要介绍了非线形嵌段共聚物,如星型嵌段共聚物、杂臂星型共聚物、梳型聚合物等的合成方法,包括多官能团引发剂法、大分子引发剂法等。各种活性聚合方法,如阳离子开环聚合、原子转移自由基聚合(ATRP)和氮氧稳定自由基聚合等都可以用于合成非线形嵌段共聚物。     

两亲性树枝状嵌段共聚物刷的合成与构象研究

近期研究发现两亲性嵌段共聚物刷能引发“有序自发乳化”,一步法制备有序多孔光晶微球.上述研究主要基于侧链为线形聚合物的嵌段共聚物刷,而侧链拓扑结构变化对乳液受限自组装的影响尚不明确.本工作中设计合成了亲水和疏水的降冰片烯基楔形单体,并通过顺序开环易位聚合(ROMP)成功合成了一类两亲性树枝状嵌段共聚物刷.通过核磁氢谱(¹H-NMR)清晰表征了产物的化学结构,凝胶渗透色谱(GPC)表明共聚物的分子量呈较窄的单峰分布,聚合反应过程具有较好的可控性.通过改变单体和催化剂的比例获得不同分子量的共聚物刷,利用凝胶渗透色谱联用光散射(GPC-MALS)研究了侧链结构对聚合物溶液构象的影响,结果显示一代树枝状共聚物刷表现为无规线团构象,而二代产物则呈现棒状构象,单个聚合物链的原子力(AFM)表征证实了上述结果.     

用大分子引发剂法制备嵌段共聚物

主要介绍了用大分子引发剂法制备嵌段共聚物的方法。大分子引发剂是从已商品化的功能聚合物制得或用其它活性聚合方法合成。从单封端的端羟基聚合物、其它单官能团或双官能团聚合物以及双功能基团缩聚物制得大分子引发剂．然后用于原子转移自由基聚合(ATRP)、氮氧稳定自由基聚合以及可逆加成裂解链转移(RAFT)聚合等．可制得结构可控、分子量分布窄的嵌段共聚物。     

分子量规整聚p-乙烯基苯甲酸及苯乙烯p-乙烯基苯甲酸两嵌段共聚物的合成

当两嵌段共聚物为由性质不同的规制 (Ｗｅｌｌ ｄｅｆｉｎｅｄ)分子量两链段所构成时 ,在只对其中一链段为良溶剂的选择性溶剂中 ,它能够自组装形成尺寸均一的胶束 .胶束的形态与共聚物的组成、浓度、溶剂的性质等关系密切[1] .因此 ,两嵌段共聚物的合成颇被关注[2 ] .这一性质使得嵌段共聚物在分子识别、药物和其他物质的输送、基因疗法、水系涂料、污染物的除去、催化剂以及传感器等方面展示着潜在的应用前景 .规制分子量的两嵌段共聚合物的合成主要通过阴离子、阳离子、开环易位、基团转移等活性或可控聚合来实现 .但是这些方法受到单体…     

室温下甲基丙烯酸甲酯原子转移自由基乳液聚合反应研究

以卤化亚铜（CuX）/1,10-邻二氮菲（phen）配合物为催化剂、2-溴代异丁酸 乙酯（EBiB）为引发剂、十二烷基磺酸钠（SLS）为乳化剂,进行了甲基丙烯酸甲 酯（MMA）的原子转移自由基乳液聚合（ATRP）反应。结果表明,与较高温度（70 - 90 ℃）下的聚合反应相比,室温（25 ℃）时聚合反应有更好的可控性,通过 外加钝化剂的复合催化引发体系CuBr/CuBr_2/phen/EBiB或利用CuCl/phen/EBiB催 化引发体系的“卤素交换反应”,可进一步改善聚合反应的可控性。紫外发光谱测 定结果表明,CuBr/phen配合物在MMA相中的分配倾向随着温度的降低而增大,使得 室温下MMA的乳液ATRP保持了较好的可控性和较快的反应速度。     

水分散体系中苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯梯度共聚物的合成与表征

以2-溴代异丁酸乙酯(EBiB)为引发剂,CuBr/CuBr₂/1,10-邻二氮菲(phen)为复合催化剂,十二烷基磺酸钠(SLS)为乳化剂,考察了水分散体系中苯乙烯(St)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的原子转移自由基共聚合的可控性和相对反应活性.在此基础上,通过反应进料法在水分散体系中进行了St和MMA的梯度共聚合,反应表现出“活性”聚合的特征,即所得共聚物的数均分子量随着单体转化率的增加而增大,分子量分布较窄(M_w/M_n<1.50).用¹HNMR跟踪分析了聚合反应过程中共聚物微观组成的变化规律,结果表明,共聚物链中MMA链节的累积含量和瞬时含量都随着共聚物相对链长的增加而增加,即随着聚合物相对链长的增加共聚物的微观组成从St链节占主导地位逐渐变化为以MMA链节占主导地位,表明确实形成了St和MMA的梯度或渐变共聚物.     

水分散体系中丙烯酸四氟丙酯与苯乙烯的原子转移自由基共聚合

以2－溴代异丁酸乙酯（EBiB）为引发剂、CuBr/CuBr_2/1, 10-邻二氮菲（ phen）配合物为催化剂,在水分散体系中进行了丙烯酸四氟丙酯（TFPA）与苯乙烯 (St)的原子转移自由基共聚合,所得共聚物的分子量（M_n）随着单体总转化率的 增加而增大,分子量分布（M_w/M_n）较窄（1.26～1.65）,表现出“活性”聚合 的特征。用拓展的Kelen-Tudos法和Fineman-Ross法估算了共单体的表观竞聚率, 发现St的相对反应活性高于TFPA,因此当St和TFPA起始组成为1:1（摩尔比）时, 反应自发生成了含氟的准梯度或“渐变”共聚物。实验分别考察了三种乳化剂体系 ,即十二烷基磺酸钠（SLS）、全氟辛酸钠（SPFS）／SLS和全氟壬烯氧基苯磺酸钠 （OBS）／SLS对共聚合反应的影响,发现它们对共聚合的可控制性影响不大,且反 应过程中均无破乳现象发生;然而,以OBS/SLS复合乳化剂体系制备的共聚物乳液 的贮存稳定性明显优于以SLS或SPFS／SLS为乳化剂体系制备的共聚物乳液的稳定性 。     

甲基丙烯酸甲酯的反向原子转移自由基聚合反应 研究

在较低的温度(60℃)和较低的AIBN/CuCl~2/配位剂摩尔比(1:2:4)条件下,用乙腈为溶剂,实现了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的反向原子转移自由基聚合(RATRP)。联二吡啶(bpy)为配位剂时,所合成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的分子量分布可低至1.08。用1,10-菲咯啉(phen)代替bpy,MMA的聚合反应速率加快,但其分子量分布稍宽(1.40左右),并进一步研究了bpy和phen作为混合配位剂时对MMA反向ATRP聚合的影响。用RATRP反应所得的带有卤素端基的PMMA作为苯乙烯ATRP的大分子引发剂,成功地合成了具有预期结构的苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物,大分子引发剂的引发效率接近于1,说明在RATRP过程中由自由基引发剂引发MMA进行一般自由基聚合反应的可能性甚微。     

Atom transfer radical polymerization of 6‐O‐methacryloyl‐1,2;3,4‐di‐O‐isopropylidene‐D‐galactopyranose in solution

A detailed exploration of the atom transfer radical polymerization (ATRP) of a sugar‐carrying monomer, 6‐O‐methacryloyl‐1,2;3,4‐di‐O‐isopropylidene‐D‐galactopyranose (MAIPGal) was performed. The factors pertinent to ATRP, such as initiators, ligands, catalysts, and temperature were optimized to obtain good control over the polymerization. The kinetics were examined in detail when the polymerization was initiated by methyl 2‐bromoisopropionate (2‐MBP), ethyl 2‐bromoisobutyrate (2‐EBiB), or a macroinitiator, [α‐(2‐bromoisobutyrylate)‐ω‐methyl PEO] (PEO–Br), with bipyridine (bipy) as the ligand at 60 °C or by 2‐EiBB with N,N,N′,N″,N″‐pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA) as the ligand at room temperature (23 °C). The effects of the catalysts (CuBr and CuCl) were also investigated. We demonstrate that the successful ATRP of MAIPGal can be achieved for 2‐EBiB/CuBr/bipy and 2‐MBP/CuCl/bipy at 60 °C and for 2‐EBiB/CuBr/PMDETA at room temperature. The initiation by 2‐EBiB at room temperature with PMDETA as the ligand should be the most optimum operation for its moderate condition and suppression of many side reactions. Chain extension of P(MAIPGal) prepared by ATRP with methyl methacrylate (MMA) as the second monomer was carried out and a diblock copolymer, P(MAIPGal)‐b‐PMMA, was obtained. Functional polymers, poly(D‐galactose 6‐methacrylate) (PGMA), PEO‐b‐PGMA, and PGMA‐b‐PMMA were obtained after removal of the protecting groups. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 43: 752–762, 2005     

Direct synthesis of amphiphilic block copolymers, consisting of poly(methyl methacrylate) and poly(sodium styrene sulfonate) blocks through atom transfer radical polymerization

Amphiphilic block copolymers of methyl methacrylate (MMA) and sodium styrene sulfonate (SSNa) were successfully synthesized via direct atom transfer radical polymerization (ATRP) of SSNa. First, poly(sodium styrene sulfonate) (PSSNa) or poly(methyl methacrylate) (PMMA) macroinitiators were prepared using proper ATRP systems for each case. In some cases, functional initiators, which allow further reactions, were used. The macroinitiators were characterized and further used to synthesize PSSNa/PMMA block copolymers, by using proper solvent combinations, such as N,N-dimethylformamide/water or methanol/water at appropriate volume ratios, in order to ensure solubility of the synthesized amphiphilic copolymers. The molecular weight of the copolymers was determined by gel permeation chromatography, using water as eluent. By using a combination of analytical techniques like ¹H NMR, FTIR and thermogravimetry, the chemical structure and the actual copolymer composition were determined. Since, the block copolymers were soluble in water, forming hydrophilic/hydrophobic domains in aqueous solution, their micellization behavior was further studied by pyrene fluorescence probing.     

以BPO引发苯乙烯反向ATRP水分散体系中催化剂、乳化剂等在水/油两相分配系数的测定

在以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂、1,10-邻二氮菲(phen)为催化剂配体、十二烷基磺酸钠(SLS)为乳化剂,水分散体系中进行的苯乙烯(St)的反向原子转移自由基聚合体系中,系统地分析了CuBr2/phen络合物、CuBr/phen络合物、SLS和phen在St/水两相中的分配行为,发现CuBr2/phen络合物、CuBr/phen络合物的两相分配系数对温度有一定的依赖性,结合所得的两相分配系数,从理论上分析了CuBr/CuBr2/phen/BPO乳液聚合体系中的"活性"/可控乳液聚合活性种的数目,较详细的讨论了水分散体系中反向ATRP反应的机理,并通过分相后的本体聚合实验,佐证了测得的催化体系的两相分配系数具有一定的指导意义.     

耐热性星形甲基丙烯酸甲酯共聚物的合成

195 6年 ,Swarzc等 [1,2 ] 报道了一种没有链转移和链终止的阴离子聚合技术 ,提出了“活性”聚合的概念 . 1 995年王锦山等 [3]发现和提出原子转移自由基聚合 ( ATRP)以来 ,活性自由基聚合就成了高分子合成领域的研究热点 ,并合成出各类指定结构的聚合物 [4～ 12 ] .具有环状结构的 N -环己基马来酰亚胺 ( NCMI)被广泛地用于与甲基丙烯酸甲酯 ( MMA)自由基共聚合制备耐热性有机透明材料 [13,14 ] ,但NCMI的引入将降低聚合物的加工流动性 ,若能利用多官能团引发剂如四溴甲基苯实现含 NCMI单体结构的可控 ATRP共聚合 ,合成出星形耐…     

Surface self-segregation, wettability, and adsorption behavior of core-shell and pentablock fluorosilicone acrylate copolymers

The surfaces of films cast from core-shell fluorosilicone acrylate copolymer (BA/MMA/DFHM and BA/MMA/DFHM/MPTMS/D(4)) latexes and linear pentablock fluorosilicone acrylate copolymer (PDMS-b-(PMMA-b-PDFHM)(2)) solutions are intensively investigated and compared by XPS, DCA, AFM, and QCM-D measurements. It is found that the molecular structures and in-solution aggregate structures of these well-defined copolymers have a dramatic influence on the surface structure formation, surface wetting, and adsorption behavior. The PDMS-b-(PMMA-b-PDFHM)(2) film cast from chloroform solution with high concentration of low-density unimers is able to perform as strong surface self-segregation of fluorine-containing groups as core-shell copolymer latex films. The BA/MMA/DFHM/MPTMS/D(4) in the core-shell latex particles exhibits the less pronounced surface self-segregation of silicon-containing groups than PDMS-b-(PMMA-b-PDFHM)(2) due to the occurrence of cross-linking reactions between polysiloxane chains. Indeed, such reactions induce the formation of silica network within the film material, which immobilizes tightly the fluorinated groups on the film surface and thus endows the film with higher surface structural stability for water compared to PDMS-b-(PMMA-b-PDFHM)(2) film with similar surface fluorine concentration and even higher silicon concentration. Still, the PDMS-b-(PMMA-b-PDFHM)(2) film definitely demonstrates higher advancing and receding contact angles for water than BA/MMA/DFHM/MPTMS/D(4) latex film in the case of synergism between surface enrichment of fluorine and silicon.     

PTHF—MMA嵌段共聚物的合成及性质

以含偶氮聚四氢呋喃(AZO-PTHF)为大分子引发剂,通过使甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行自由基聚合的方法合成了PTHF-MMA嵌段共聚物。用GPC、IR、H-NMR和TMA对所得共聚物进行了表征。嵌段共聚物的韧性和耐折性大大超过PMMA,但透明性和强度却无明显损失。