原子转移自由基聚合方法在纤维素及其衍生物改性方面的应用Ⅰ

原子转移自由基聚合反应(atom transfer radical polymerization,ATRP)是一种活性/可控的自由基聚合反应,是大分子设计的有效工具,利用ATRP可以合成各种组成和结构的聚合物,如均聚物、嵌段共聚物、梯度共聚物、接枝共聚物、星状聚合物、超支化聚合物等.近年来,ATBP还被用于纤维素及其衍生物的修饰改性.该方法解决了传统自由基接枝改性方法中存在的问题,不仅可以保持纤维素骨架的完整性,还可以得到不包含均聚物的纯接枝共聚物,而且接枝链的长度及分子量分布均可控.本文介绍了原子转移自由基聚合方法在纤维素及其衍生物改性方面的应用.     

ATRP在纤维素基材上接枝共聚的应用

随着纤维素应用领域的扩大,对纤维素及其衍生物的接枝改性以提高其适用性变得尤其重要.原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)法用于纤维素接枝改性,由于其可控性、活性,且能引人多种接枝链段赋予纤维素不同的性能从而扩大纤维素的应用范围,该方法己得到广泛的关注和研...     

表面引发的原子转移自由基聚合法在聚偏二氟乙烯表面制备可控的聚甲基丙烯酸甲酯刷

采用表面引发的原子转移自由基聚合法(ATRP)在聚偏二氟乙烯(PVDF)表面制备结构可控的聚甲基丙烯酸甲酯刷。通过碱处理和紫外光照溴代的方法,将ATRP引入到PVDF表面; 然后采用ATRP法将甲基丙烯酸甲酯接枝到溴代的PVDF表面。采用傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱对改性前后PVDF表面的结构进行了表征。结果表明甲基丙烯酸甲酯成功地接枝到了PVDF表面。     

基于ATRP接枝改性木质素的研究进展

木质素是仅次于纤维素的第二大可再生生物质资源,也是一种环境友好的有机高分子材料.原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP)是近年来迅速发展并有着重要应用价值的一种"活性"/可控自由基聚合技术.本文结合本课题组目前的研究工作和近几年的相关报道,简述了ATRP在木质素接枝共聚方面的最新研究进展.综述了采用ATRP对木质素接枝共聚改性的方法,并采用该方法在木质素表面接枝不同功能性单体,赋予木质素表面温敏性、离子响应性、气体开关和基因传递等多种特殊性能的研究概况.最后介绍了AGET ATRP(activators generated by electron transfer ATRP)在木质素接枝共聚反应中的应用.     

表面接枝聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯的pH响应型纤维素纸基材料

使用电子转移再生引发剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)在滤纸表面接枝聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯(PDMAEMA),成功制备了具有p H响应性能的新型纤维素纸基材料.分别在苯甲醚和甲醇中进行该接枝聚合反应,发现在甲醇中接枝效率更高.通过游离引发剂生成的均聚物研究了滤纸表面聚合物侧链的分子量及分子量分布.均聚物的GPC曲线表明聚合物分子量随反应时间增加而增加,分子量分布为1.4~1.6.通过FTIR、SEM及接枝率的测量对改性滤纸进行表征,结果表明PDMAEMA在滤纸表面的接枝聚合具有可控性,通过控制反应时间可控制聚合物在滤纸表面的接枝量.在不同p H条件下对改性滤纸进行静态水接触角的测量,发现其疏水性随p H升高而增大,体现出该纸基材料的p H响应特性.     

原子转移自由基聚合接枝改性木质素

木质素是仅次于纤维素的第二大生物质资源, 是自然界中唯一的可再生芳香族化合物资源。长久以来, 木质素的难以充分利用是掣肘生物化工产业的一个重大问题。近年来, 原子转移自由基聚合接枝改性成为木质素高值化利用的一个重要方法, 可制备获得不同结构、性能各异的木质素接枝改性材料。本文从单体种类、催化剂、材料的结构与性能等方面, 介绍了原子转移自由基聚合接枝改性木质素的研究进展, 并对该领域的发展前景与挑战进行了探讨。     

有机硅弹性体表面生物相容性的研究进展

生物材料表面的生物相容性一直是生物材料研究领域倍受关注的问题.本文综述了对有机硅弹性体进行改性以提高其表面生物相容性的研究进展,介绍了各种常用的化学改性方法如本体接枝、等离子体处理、光化学诱导接枝、臭氧活化接枝以及硅氢加成反应、原子转移自由基聚合反应在有机硅弹性体表面改性中的应用.对改性后的有机硅弹性体表面抗非特异性蛋白质和血小板的能力等方面进行了评述,并进一步分析了有机硅弹性体表面化学改性的发展趋势和研究重点.     

亚表面引发原子转移自由基聚合制备牢固的嵌入式聚合物刷

本文展示了一种新的材料表面改性方法:原子转移自由基聚合(sSI-ATRP)的亚表面修饰,即通过ATRP反应在聚合物材料界面嵌入聚合物刷,构筑稳定的、厚的聚合物亚表面层.首先,将ATRP引发剂分子通过共价键引入到丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯、环氧树脂等聚合物材料中,然后该基底材料在含有催化剂的单体溶液中引发表面原子转移自由基聚合.表面接枝的亲水聚合物刷使材料的表面变得亲水并发生溶胀,使得单体溶液可以进一步接触到材料内部的引发剂而引发新的ATRP反应,该过程不断重复,最后在基材表面上形成几十微米厚的聚合物刷改性的亚表面层.与传统的表面接枝的聚合物刷相比,这种嵌入式的聚合物刷赋予材料表面改性层更好的机械性能,可承受高载摩擦和更好的抗海生物附着特性,且在改性亚表面层破坏后,不需要引发剂修饰组装而再次重复引发聚合改性.     

原子转移自由基聚合接枝改性纳米SiO2的研究进展

纳米SiO2粒子极易团聚,在有机介质中难以均匀分散,从而大大地限制了其优异性能的发挥,有必要对其进行化学改性处理。原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP)是对纳米SiO2粒子进行接枝改性的一种有效途径,通过ATRP对纳米SiO2粒子进行表面改性,可以制备集无机纳米粒子和聚合物的优点于一身的SiO2-聚合物复合材料,且接枝链的长度及分子量分布可控,拓展了纳米SiO2的应用领域。本文主要综述了ATRP、RATRP(reverse ATRP)、AGET ATRP(activators generated by electron transferATRP)和ARGET ATRP(activators regenerated by electron transfer ATRP)方法对纳米SiO2接枝改性的研究现状。     

原子转移自由基聚合接枝改性纳米Si02的研究进展

纳米SiO2粒子极易团聚,在有机介质中难以均匀分散,从而大大地限制了其优异性能的发挥,有必要对其进行化学改性处理。原子转移自由基聚合（atom transfer radical polymerization,ATRP）是对纳米Si02粒子进行接枝改性的一种有效途径,通过ATRP对纳米SiOz粒子进行表面改性,可以制备集无机纳米粒子和聚合物的优点于一身的SiO2-聚合物复合材料,且接枝链的长度及分子量分布可控,拓展了纳米SiO。的应用领域。本文主要综述了ATRP、RATRP（reverse ATRP）、AGETATRP（activators generated by electron transfer ATRP）和ARGETATRP（activators regenerated by electron transferATRP）方法对纳米Si02接枝改性的研究现状。     

原子转移自由基聚合法合成大豆分离蛋白-g-聚甲基丙烯酸2-羟乙酯

通过酰胺化反应在大豆分离蛋白(SPI)表面引入溴原子,合成了大分子引发剂SPI-Br,以CuCl和bpy为催化体系,通过原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了大豆分离蛋白-g-聚甲基丙烯酸2-羟乙酯(SPI-g-PHEMA).用FTIR1、3C-NMR、GPC对大分子引发剂、接枝产物和接枝物降解链进行结构表征.结果表明,得到了表面接枝聚甲基丙烯酸2-羟乙酯长链的大豆分离蛋白接枝聚合物,用紫外分光光度计(UV)、荧光分光光度计z、eta电位和透射电镜(TEM)表征了接枝产物的溶液性质和微观形态.     

由平面合成聚合物刷--表面引发原子转移自由基聚合研究进展

原子转移自由基聚合反应(ATRP)是实现活性聚合,获得可控聚合物的一种有效途径。通过表面引发原子转移自由基聚合,在材料表面合成聚合物刷,是改变材料表面特征的有效方法。本文综述了表面引发原子转移自由基聚合合成聚合物刷及其最新进展。     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性硅表面与血浆蛋白质的相互作用

通过表面引发原子转移自由基聚合(ATRP)在硅表面接枝了聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)聚合物刷,并考察了PNIPAAm改性表面在单一蛋白质溶液以及血浆中与血浆蛋白质之间的相互作用.蛋白质吸附测试表明,与未改性的硅表面相比,改性后的表面对纤维蛋白原的吸附量大大降低,特别是在血浆中纤维蛋白原吸附量小于5ng/c...     

原子转移自由基聚合的最新研究进展*

原子转移自由基聚合(ATRP)是目前为止最具工业化应用前景的“活性”/可控自由基聚合之一。近年来对其广泛的研究使这一技术逐渐向着“提高可操作性”与“尽可能地减少金属催化剂用量”方面发展;与此同时,诞生了不同催化体系的ATRP衍生技术,如反向原子转移自由基聚合(RATRP)、正向反向同时引发的原子转移自由基聚合(SR&NI ATRP)、引发剂连续再生催化剂原子转移自由基聚合(ICAR ATRP)、电子转移生成催化剂的原子转移自由基聚合(AGET ATRP)和电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)等多种基于ATRP的新方法。本文概述了这几种ATRP体系的发展历程与基本原理,并对其国内外的最新研究进展进行了综述。     

表面温度敏感性聚酯薄膜的制备

通过在聚酯(PET)薄膜表面固定原子转移自由基聚合(ATRP)的引发基团,继而引发接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM),制备表面具有温度敏感性的聚酯薄膜.利用X射线光电子能谱仪(XPS),衰减全反射傅立叶变换红外光谱仪(FTIR/ATR),扫描电子显微镜(SEM)对接枝改性前后PET薄膜的表面组成,结构和形貌进行分析与表征;利用接触角测试仪对比研究接枝改性前后PET薄膜的表面性能;研究数据表明,随着反应时间的延长,接枝到PET薄膜表面PNIPAM的量在增加.当接枝聚合反应时间为16 h,接枝量达到0.239mg/cm2.表明SI-ATRP具有一定的"活性"特征;接枝PNIPAM改性后的PET薄膜表现出对温度的刺激响应性.     

原子转移氮氧自由基偶合反应制备聚苯乙烯改性的石墨烯

通过原子转移氮氧自由基偶合(ATNRC)反应制备了聚苯乙烯改性的石墨烯. 先将氧化石墨烯酰氯化, 然后与2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧自由基(HTEMPO)进行酯化反应制备HTEMPO 修饰的石墨烯(Graphene-HTEMPO), 通过Graphene-HTEMPO 与原子转移自由基聚合(ATRP)方法制备的Br 封端的聚苯乙烯进行ATNRC 反应, 即可得到聚苯乙烯共价改性的石墨烯(Graphene-g-PS). 热失重分析结果表明聚苯乙烯的接枝率约为6.68 wt%, 从透射电镜照片中也可以明显地看到石墨烯表面的聚苯乙烯. 由于聚苯乙烯的共价接枝, 使得Graphene-g-PS 在氯仿、正己烷、甲苯、甲醇等有机溶剂中具有很好的分散性, 有利于石墨烯的进一步应用.     

接枝改性PVDF基含氟聚合物

聚偏氟乙烯(PVDF基)含氟聚合物由于其独特的性能受到了广泛的关注。将功能化链段引入PVDF基含氟聚合物可以进一步提升其性能并拓展其应用领域。相较于物理共混法和直接共聚改性法,通过接枝改性法将功能化单体引入含氟聚合物的侧链具有更显著的优势,可便捷、高效地得到组成精确,结构可控的接枝共聚物。本文综述了通过活性自由基聚合(包括ATRP、SET-LRP、有机催化原子转移自由基聚合(O-ATRP)、光诱导Cu(Ⅱ)介导RDRP)和高能射线辐射(γ射线,紫外,电子束)等对PVDF基含氟聚合物功能化接枝改性的方法,并对其发展趋势以及改性聚合物的应用前景进行了展望。     

原子转移自由基聚合及其催化引发体系研究进展

原子转移自由基聚合(ATRP)作为一种有效的"活性"/可控聚合可对聚合物进行分子设计,制备结构和相对分子质量可控的各类聚合物,具有潜在而广泛的研究价值。本文综述了ATRP的研究进展,特别是对传统ATRP催化引发体系、RATRP催化引发体系、AGET ATRP催化引发体系、SR&NI ATRP催化引发体系、ICAR ATRP催化引发体系、ARGET ATRP催化引发体系、杂化或双金属催化体系等的催化引发机理进行了详细的介绍。并综述了ATRP聚合中各种实施方法如本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法等的研究现状。     

原子转移自由基细乳液聚合*

本文从正向、反向、同时正向/反向、电子转移活化剂等不同原子转移自由基聚合（ATRP）细乳液引发体系的角度,综述了近年来国内外关于ATRP细乳液聚合的研究进展。在细乳液体系中进行正向ATRP,聚合可控性不理想,反向ATRP相对适合于细乳液体系,其缺点是表面活性剂用量较大。同时正向/反向引发体系的ATRP中催化剂用量大为减少,并且聚合具有良好的可控性;电子转移活化剂（AGET）ATRP是通过电子转移反应来还原过渡金属的氧化态,克服了同时正向/反向ATRP中需要引入自由基引发剂的缺点。     

ATRP技术用于热敏性高聚物在硅胶表面的接枝

在超细硅胶表面引入原子转移自由基聚合(ATRP)的引发基团,通过ATRP技术使N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)在硅胶表面接枝聚合,合成得到了具有温敏性的核-壳复合微粒.通过FTIR,TG,EA,SEM,DSC等分析方法对接枝前后的复合粒子进行了分析与表征,结果证明聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)接在了硅胶表面.TG分析得出PNIPAM在硅胶表面的接枝率达到25.2%;DSC分析表明复合硅胶具有温度敏感性,在34.1℃时发生相转变行为;GPC分析得出从复合硅胶表面"劈下"的聚合物PNIPAM的数均分子量约为8000,分子量分布为1.06.复合微粒表面均匀平坦,显示出活性聚合的优越性.