ATRP法制备两亲性嵌段共聚物的研究

以α 溴代丙酸乙酯 (EPN Br)为引发剂、氯化亚铜 (CuCl)和联二吡啶 (bpy)组成的混合体系为催化剂 ,引发苯乙烯聚合 ,得到了端基为卤原子的单分散聚苯乙烯 (PS X)预聚体 .以此PS X为大分子引发剂、CuCl和N ,N ,N′ ,N″ ,N″ 五甲基二亚乙基三胺 (PMDETA) bpy的混合体系为催化剂 ,引发N ,N 二甲基丙烯酰胺(DMAA)聚合 ,得到了分子量分布较窄的聚苯乙烯 b 聚N ,N 二甲基丙烯酰胺 (PS b PDMAA)两亲性嵌段共聚物 .考察了大分子引发剂的分子质量、聚合介质及配位剂等对聚合过程的影响 .并用GPC、IR、1 H NMR等对产物进行了表征 .研究结果表明 ,该聚合反应体系符合原子转移自由基聚合的特征 .     

通过原子转移自由基聚合合成可光交联的聚苯乙烯接枝共聚物

聚苯乙烯(PS)在氯化锌(ZnCl_2)做催化剂下,通过氯甲基甲基醚氯甲基化反应,合成了氯甲基化聚苯乙烯(CMPS).在氯化亚铜/联二吡啶(CuCl/bpy)催化下,以CMPS为大分子引发剂引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸酯化查尔酮(MSPK)进行原子转移自由基聚合,成功合成了侧链含有查尔酮结构的光敏聚苯乙烯接枝共聚物(PSMM),所得聚合物结构经过红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(~1H NMR)得到确认,通过热重分析(TG)、示差扫描量热法(DSC)测试了该聚合物的热学性能.结果表明,该接枝共聚物具有较好的热学性能及良好的光敏性.     

含铽-水杨酸端基聚苯乙烯的合成及荧光性能研究

利用原子转移自由基聚合能对聚合物进行设计的优点,以水杨酸为原料,通过氯磺化制得5-氯磺酰基水杨酸,以此为引发剂,CuCl/2,2′联吡啶(Bpy)为催化体系,对苯乙烯(St)的聚合进行了研究,并且将制得的聚苯乙烯与铽离子配位.结果表明,聚合反应符合对单体浓度为一级的动力学关系;聚合物分子量随转化率呈线性增加;分子量分布较窄,Mw/Mn都在1.4以下;通过1H-NMR的端基分析,扩链反应都证明了聚合具有可控性;所有结果显示该聚合反应符合原子转移自由基聚合(ATRP)的特性.IR,UV-Vis和荧光光谱表明Tb(Ⅲ)与含水杨酸端基的聚苯乙烯配位成功,当用λ=305nm光激发,此配合物发射Tb(Ⅲ)的特征荧光.讨论了引发剂的浓度对聚合体系自由基活性特征的影响以及聚合物的分子量、配位条件对荧光强度的影响.     

原子转移自由基活性聚合合成PS-PMA-PS嵌段聚合物

本文采用氯化亚铜/α,α'-联吡啶配位化合物作催化剂.首先在130℃时用1-苯基氯乙烷在引发苯乙烯(St)进行原子转移自由基聚合,再以其产物PS-Cl作为大分子引发剂引发丙烯酸甲酯(MA)在反应温度为120℃时进行聚合,得到两嵌段聚合物PS-PMA-Cl.此两嵌段共聚物在特殊混合溶剂--丙酮/正丙醇(体积比7:3)中仍然可以作大分子引发剂引发苯乙烯进行原子转移自由基聚合,由于聚合体系接近于均相.所以表现出了较高的反应活性,并且合成的聚苯乙烯一聚丙烯酸甲酯一聚苯乙烯(PS-PMA-PS)三嵌段聚合物的分子量与设计值接近、分子量分布比较窄,反应的条件温和,可控性好.最后通过NMR技术对三元嵌段共聚物的结构迸行了表征.     

褐藻酸铜配合物膜催化VAc自由基聚合

以褐藻酸钠膜浸渍在15%CuCl2*2H2O水溶液中48 h的方法,于室温制备了疏水性的褐藻酸铜(Ⅱ)配位聚合物膜,并通过ESR、 UV-Vis、 IR、 XPS和电导率等手段,研究此配位催化剂褐藻酸铜(Ⅱ)配位聚合物膜表面的组成、配位结构和性质,得知1个Cu2+ 是以dsp2杂化空轨道与褐藻酸2个链节单元的2个羧羟基氧及其2个脱质子带负电荷氧的孤对电子发生配位作用,形成低自旋构型的褐藻酸铜(Ⅱ)配位聚合物,中心Cu2+ 的配位数为4,这对于低分子配合物而言,其空间构型一般是正方形,但在褐藻酸铜(Ⅱ)配位聚合物中,由于褐藻酸分子链的缠绕和卷曲,使上述的空间构型被扭曲,甚至有些配位体没有到位,导致该配位聚合物的中心Cu2+ 存在一些空位中心而具有配位催化活性,因此,HSO3-能按配位催化机理产生初级自由基氢,使醋酸乙烯酯(VAc)按自由基加聚反应历程进行聚合,这有别于CuCl2-Na2SO3-H2O氧化还原引发聚合体系。测定VAc在本体系和室温、pH=7条件下聚合的诱导期为90 s,反应时间24 h。聚醋酸乙烯酯(PVAc)得率82%, mw=1.02×106, mn=2.27×105, mw/mn=4.49。     

(n-BuCp)_2TiCl_2/Sn/I_s引发合成梳形羟基功能化无规聚苯乙烯及聚合物结构与性能的研究

采用茂金属化合物(n-BuCp)2TiCl2,还原剂(Sn),引发剂苯基缩水甘油基醚甲醛共聚物(Is)组成的催化体系引发苯乙烯活性自由基聚合,合成梳形羟基功能化无规聚苯乙烯.考察了聚合温度、聚合时间及引发剂与单体的比例对苯乙烯聚合的影响.当聚合温度在65～95℃范围内,随着聚合温度的升高,聚合物的分子量及单体转化率增加;在一定温度下,聚合物的分子量与单体转化率之间存在线性增长关系,且聚合物的分子量分布较窄(Mw/Mn=1.6～1.9).采用GPC,WAXD,13C(1H)-NMR对聚合物(沸丁酮可溶级分)的结构与性能进行了表征.GPC结果证明(n-BuCp)2TiCl2/Sn/Is引发苯乙烯聚合为活性聚合;13C-NMR和WAXD结果说明聚苯乙烯链段为无规结构;1H-NMR结果表明聚合物分子链中含有羟基,并根据其结果计算出聚合物分子的臂数为4,与引发剂Is的环氧基团数相等.这些结果证明了其聚合机理是经环氧基团开环后形成的自由基引发苯乙烯自由基聚合.     

甲基丙烯酸甲酯原子转移自由基聚合等规度研究

在0～100℃温度范围内,由原子转移自由基聚合方法,采用助催化和非助催化体系,引发甲基丙烯酸甲酯聚合,利用¹³CNMR测定聚甲基丙烯酸甲酯的等规度.发现原子转移自由基聚合仍以间同立构为主,随着聚合温度的升高间同立构等规度降低,与通常自由基聚合对有规立构控制特征相似.助催化剂异丙醇铝和活性端羰基配位,对聚合物的立构规整性有一定的影响.     

超高分子量聚苯乙烯的合成和聚合反应动力学

杯芳烃钕与Mg(n Bu) 2 、HMPA所组成的三元络合催化剂用于苯乙烯配位聚合能以高收率制得超高分子量聚苯乙烯 .以甲苯为溶剂 ,在一定条件下制成三元配位催化剂 ,当 [Nd]=8× 10 - 4mol L ,[St]=4 .0mol L ,Mg Nd =2 0 .0 (摩尔比 ) ,HMPA Mg =1.0 (摩尔比 ) ,5 0℃聚合 4 5min ,聚合转化率可达到 80 %左右 .所得聚苯乙烯的重均分子量高达 2 10× 10 4 ,分子量分布指数为 1.6 1.间规聚苯乙烯含量为 81% .动力学研究表明 ,聚合反应速率与单体和主催化剂 杯 [6 ]芳烃钕的浓度分别呈 1次方关系 ,聚合反应的表观活化能为 4 1.7kJ mol     

星形聚(D,L-乳酸)的合成

以D,L-丙交酯(1)和季戊四醇(2)为原料,辛酸亚锡为催化剂,采用熔融聚合法合成了以2为核的星形聚(D,L-乳酸)(3),其结构经1H NMR和GPC表征.研究了聚合温度、聚合时间、催化剂用量和2用量对3的外观、特性粘度、分子量及其分布的影响,结果发现提高聚合温度或增加2的用量都会使3的粘均分子量下降.     

Nd(O-i-Pr)3-Al(i-Bu)3配位催化甲基丙烯酸甲酯聚合反应的研究

甲基丙烯酸甲酯(MMA)能以自由基引发聚合,也能以格氏试剂、烷基锂或烷基铝引发阴离子聚合[1].六十年代来,ABE等人研究了Ti、V、Cr、Co、Mn等的Ziegler-Natta催化剂的催化聚合反应,提高聚合物的规整性[2].近年来出现了稀土配位催化聚合MMA及其它丙烯酸酯的报道[2～7],但较少有Nd(O-i-Pr)3配位催化MMA聚合的报道.     

甲基丙烯酸甲酯在环烷酸钕-三异丁基铝α,α'-联吡啶催化体系中聚合研究

自60年代以来,Ziegler型催化剂用于极性单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的聚合研究较多,如由钛、矾、铁等过渡金属化合物与烷基铝组成的催化剂[1～3].近年来出现了锆、稀土配位催化聚合MMA及其他丙烯酸酯的报道[4～6],这些催化剂引发MMA聚合机理相当复杂,有的为自由基型,有的则为配位阴离子型.本文报道极性单体MMA在环烷酸钕-三异丁基铝-α,α'-联吡啶体系中的聚合特征和聚合反应动力学,并初步探讨了反应机理.     

海藻酸酮膜表面的配位结构及催化MMA聚合的性能

将海藻酸钠(SA)与CuCl2.2H2反应得到一种配位聚合物海藻酸酮(Cu-An)。以ESR、电导率、IR和SPS方法对此配位聚合物进行表征,确定了组成与结构：同时研究了甲基丙烯酸甲酯(MMA)在该配位聚合物膜、HSO3^-和水体系催化引发作用下的聚合反应历程。结果表明,配位聚合物的中心离子Cu^2^+与两个海藻酸(An)链节单元上的两个羧羟基氧原子和两个离解氢原子的羧羟基氧原子以共价型配位,配位数为4.MMA在上述的催化引发体系中是按照自由基加聚反应历程进行聚合的,PMMA呈无规结构。Cu-An在催化引发体系中起着催化剂的配位催化作用。     

海藻酸酮膜表面的配位结构及催化MMA聚合的性能

将海藻酸钠(SA)与CuCl2.2H2反应得到一种配位聚合物海藻酸酮(Cu-An)。以ESR、电导率、IR和SPS方法对此配位聚合物进行表征,确定了组成与结构：同时研究了甲基丙烯酸甲酯(MMA)在该配位聚合物膜、HSO3^-和水体系催化引发作用下的聚合反应历程。结果表明,配位聚合物的中心离子Cu^2^+与两个海藻酸(An)链节单元上的两个羧羟基氧原子和两个离解氢原子的羧羟基氧原子以共价型配位,配位数为4.MMA在上述的催化引发体系中是按照自由基加聚反应历程进行聚合的,PMMA呈无规结构。Cu-An在催化引发体系中起着催化剂的配位催化作用。     

ATRP法合成接枝共聚物PVDF-g-PNIPAAm及其分离膜的研究

以氯化亚铜(CuCl)/三(N,N-二甲基氨基乙基)胺(Me₆TREN)为催化配位体系, 用DMF作为溶剂, 通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法直接在商用聚偏氟乙烯(PVDF)粉末上接枝温敏性材料N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm). 红外光谱(FTIR)和核磁共振(¹H NMR)分析表明, PNIPAAm成功接枝到了PVDF上. 考察了聚合反应时间及反应温度对接枝率的影响. 接枝共聚物以相转化法进行制膜, 通过纯水通量测试温敏性能, 结果表明, PVDF能成功用于ATRP反应, 当温度变化时所制备的PVDF-g-PNIPAAm共聚膜呈现出一定的温度敏感性能.     

苯乙烯的单电子转移活性自由基聚合

以2,2-二溴甲基-1,3-二溴丙烷（PEBr4）为引发剂,Cu0粉/三（2-二甲氨基乙基）胺（Me6-TREN）为催化体系,在二甲亚砜（DMSO）和H2O的混合溶剂中实现了苯乙烯（St）的单电子转移活性自由基聚合（SET-LRP）。 通过1H NMR和GPC分析表明,所得聚合物为星形结构并具有较窄的分子量分布Mw/Mn=1.20（MGPCn=25.3×103,转化率为42.6%）,且聚合物的链端保留了-Br端基。 考察了溶剂、反应温度及相转移催化剂对聚合的影响,结果表明,混合溶剂中H2O的体积分数由10%增加至20%导致了聚合速率的降低,表观聚合速率常数（kappp）由0.026 4 h-1减小至0.019 7 h-1;升高反应温度、增加催化剂用量以及相转移催化剂的加入分别导致聚合体系的kappp增加,同时,催化剂用量的增加和相转移催化剂的加入使聚合物的分子量分布系数降低。     

大分子ATRP引发剂α-卤烷基聚苯乙烯的合成及其引发的丙烯酸丁酯接枝聚合

通过酰基化、还原、酯化和卤代反应 ,在聚苯乙烯上引入α 卤烷基 ,使用FTIR、1 H NMR、1 3C NMR和GPC对产物进行表征 ,结果表明基团转化可以完全进行 ,整个过程中无交联等副反应 .其中α 溴乙基聚苯乙烯可作为原子转移自由基聚合的多功能度引发剂 ,由此引发丙烯酸正丁酯聚合生成梳状聚 (苯乙烯 g 丙烯酸正丁酯 )     

原子转移自由基法合成八臂星型聚苯乙烯

设计合成了星型聚合物引发剂四(2,2-二氯乙酸)季戊四醇酯(TDCAP), 并通过原子转移自由基聚合合成了八臂星型聚苯乙烯. 用FTIR, 1H NMR和GPC等手段对引发剂和星型高分子的结构进行了表征.     

受限空间内聚苯乙烯微粒的制备

以(N,N-二甲氨基-4-吡啶)五氰合铁(II)封端的聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物(EPE-Fe)与苯乙烯在水中自组装形成纳米体系(EPE-Fe-St), 在纳米尺度受限空间内进行了苯乙烯自由基聚合, 制备了聚苯乙烯微球(EPE-Fe-PS). 用Fe³⁺对自组装体系的纳米球壳进行固化后形成Fe-EPE-Fe-St 体系, 聚合后也制备了聚苯乙烯微球(Fe-EPE-Fe-PS). 研究结果表明,制备了粒径为60～200 nm 的不同粒径单分散聚苯乙烯微球, 聚合温度对纳米Fe-EPE-Fe-St 体系粒径影响较小, 而对EPE-Fe-St 体系较大. 在受限空间内苯乙烯的自由基聚合可得到数均分子量超过70 万的聚苯乙烯; 自组装体系中引发剂量增多使聚苯乙烯分子量下降, 聚合温度上升也使分子量下降, 而增加自组装的EPE-Fe 用量可增加聚苯乙烯的分子量. 两种受限条件下的聚苯乙烯微球的玻璃化转变温度(T_g)在90～135 ℃之间, 纳米反应器壳层的硬化提高了聚苯乙烯微球的T_g.     

聚(苯乙烯-丙烯酸)-氯化铜配合物催化引发丙烯腈聚合的研究

将聚(苯乙烯-丙烯酸)(PSAA)(Mw=3500)与氯化铜在异丙醇溶液中反应得到一种配位聚合物膜聚(苯乙烯-丙烯酸)-氯化铜(PSAA-Cu(Ⅱ)).研究丙烯腈(AN)在该配位聚合物膜、HSO3-和水体系(温度为55℃)催化引发作用下的聚合反应历程.AN在上述的催化引发体系中是按照自由基加聚反应历程进行聚合的,PSAA-Cu(Ⅱ)在催化引发体系中起着催化剂的配位催化作用.讨论了温度、Na2SO3浓度、AN浓度和PSAA-Cu(Ⅱ)膜用量对聚合速率、诱导时间的影响.实验结果表明,配合物PSAA-Cu(Ⅱ)膜催化引发AN聚合的诱导期为128s,反应24h后PAN产率为75.6%,Mw=2.18×104和Mn=1.12×104,多分散性系数为1.95.     

新型“蜈蚣形”苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的合成

结合活性阴离子聚合和原子转移自由基聚合(ATRP)合成了结构清楚的A2B型“蜈蚣形”苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(PS-PS-PMMA). 合成路线包括含1, 1-二苯基乙烯(DPE)侧基的聚苯乙烯(PS)主链与活性聚苯乙烯基锂的偶联反应和产生的1, 1-二苯基甲基阴离子引发聚合甲基丙烯酸甲酯的反应, 其中, 主链PS通过ATRP和Wittig反应制得. 通过1H NMR, IR, SEC, SLS和 DSC等方法对所得“蜈蚣形”共聚物进行了表征.