过渡金属盐催化甲基丙烯酸2-(N,N-二乙氨基)乙酯的自引发自由基聚合

研究了高氧化态过渡金属盐(CuX2/L、FeX3/L,X=C1或Br;L =2,2′-联吡啶、N,N'-四甲基乙二胺、N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺;CuSO4)催化甲基丙烯酸2-(N,N-二乙氨基)乙酯(DEAEMA)的自引发氧化聚合,利用气相色谱跟踪单体转化率、利用凝胶渗透色谱和多角激光光散射跟踪聚合...     

苯乙烯的低温原子转移自由基聚合:扩散效应导致的加速现象

研究了以苯乙烯(St)和N-[4-(2-溴丙酰氧基)苯基]马来酰亚胺(BPPM)的交替共聚物P(St-alt-BPPM)为大分子多官能度引发剂,以CuBr/2,2′-联吡啶(bpy)为催化体系,环己酮为溶剂,在60或80℃下进行St的原子转移自由基聚合(ATRP).结果表明,反应呈现活性聚合的假一级反应动力学特征,聚合物分子量随着单体转化率上升而增加,降低反应温度将减低反应速率,但是所得聚合物[P(St-alt-BPPM)-g-PS]分子量分布更窄.水解实验证明该过程具有一定可控性.由于类似的单官能度引发剂无法在同等条件下顺利引发St的ATRP,因此采用大分子多官能度引发剂可以大幅度降低ATRP的反应温度.此加速现象被归因于CuBr/bpy从大分子引发剂线团外向线团内扩散,而CuBr2/bpy则从大分子引发剂线团内向线团外扩散,从而提高大分子引发剂线团中的自由基浓度和聚合反应速率.     

氧气分子参与的乙烯基单体自由基聚合

尽管被公认在自由基聚合中往往起着缓聚、阻聚或链转移的作用,越来越多的结果表明,在某些情况下,如高温、高压,或当某些催化剂存在时,氧气分子(O2)可以参与甚至加速乙烯基单体的自由基聚合。本文综述了上世纪90年代以来,O2参与的乙烯基单体的热/光诱导自由基聚合、化学引发自由基聚合、氧载体催化自由基聚合以及可逆加成-断裂链转移自由基聚合。以上结果表明,在上述情况下,O2,作为一个普通不饱和单体,可以与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等乙烯基单体形成交替共聚物(聚过氧化物),而此类聚过氧化物均可裂解为自由基。     

苯乙烯与N-取代马来酰亚胺的可逆加成-断裂链转移交替共聚合

研究了二硫代苯甲酸酯存在下偶氮二异丁腈引发苯乙烯(St)、St与N-对羟基苯基马来酰亚胺(HPM)、St与N-对(2-氯/溴丙酰氧基)苯基马来酰亚胺(CPPM/BPPM)的可逆加成-断裂链转移(RAFT)均/共聚,聚合物的结构由紫外-可见光(UV-Vis)与凝胶渗透色谱(GPC)表征.结果表明,St的RAFT均聚以及St与N-取代马来酰亚胺的RAFT共聚均呈现活性聚合特征,分子量随着转化率上升而增加,且分子量分布较窄.对于St的RAFT均聚,由于双基终止,聚苯乙烯(PSt)链中"戴帽效率"随着转化率上升逐渐下降.对于St与N-取代马来酰亚胺的RAFT共聚合,电荷转移复合物的形成显著地提高了共聚反应速度,并促进交替结构的形成.随后进行了以P(St-alt-BPPM)引发St的原子转移自由基聚合以制备梳型PSt,结果表明在强极性溶剂中进行的聚合过程失去可控性,所得产物分子量极宽,而在本体聚合中所得聚合物分子量相对较窄,有一定的可控性.     

大投料比下自缩合原子转移自由基共聚合中聚合物支化结构的形成与演化

研究了少量N-[4-(α-溴代异丁酰氧基)苯基]马来酰亚胺(BiBPM)与大量甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)在CuBr/N,N,N′,N″,N″-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)催化下的自缩合原子转移自由基共聚合(SCATRCP).分别利用气相色谱、三检测凝胶渗透色谱测定了聚合反应过程中DMAEMA的转化率、所得聚合物(PDMAEMA)的分子量与分子量分布、绝对分子量和特性黏数等随着反应时间的变化.结果表明,在以上聚合过程中,PDMAEMA的分子量随着聚合的进行而不断上升,但是支化度持续下降.由此可知,在聚合早期就形成了低分子量而高支化度的PDMAEMA,在聚合后期,主要进行DMAEMA的ATRP,导致支化度随着分子量的上升而逐渐下降.     

CuSO4-catalyzed self-initiated radical polymerization of 2-(N,N-dimethylamino) ethyl methacrylate as an intrinsically reducing inimer

Since tertiary amines (Cα-H) can be oxidized by peroxides and transition metal cations in high oxidation states into Cα· radicals to initiate vinylic polymerizations of methacrylates, Cu2+ and 2-(N,N-dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA) form a polymerizable redox initiating pair, in which DMAEMA serves as an intrinsically reducing inimer. CuSO4 -catalyzed aqueous self-initiated radical polymerizations of DMAEMA were successfully performed at ambient temperature via a continuous Cu2+-tertiary amine redox initiation based on catalyst regeneration in the presence of O2 . The polymerization kinetics was monitored by gas chromatography and the structure of PDMAEMA was characterized by gelpermeation chromatography, nuclear magnetic resonance spectroscopy, laser light scattering and online intrinsic-viscosity analysis. Both the monomer conversion and the molecular weight of PDMAEMA increase with the reaction while the molecular weight distribution maintains rather broad, as the Cu2+-DMAEMA redox-initiation leads to linear PDMAEMA chains with terminal methacryloxyl moieties, and the Cu2+-PDMAEMA redox-initiation results in branched chains. The branched topology forms and develops only for the high-MW components of the PDMAEMA. Our results provide a facile strategy to prepare branched polymers from such commercially available intrinsically reducing inimers using a negligible concentration of regenerative air-stable catalysts.     

CuX2络合物催化甲基丙烯酸甲酯的氧化聚合

研究了高氧化态过渡金属卤化物络合物催化甲基丙烯酸甲酯(MMA)的氧化聚合.首先在叔胺类聚合物存在条件下以CuBr2/2,2′-联吡啶(bPy)络合物催化MMA在不同溶剂中的氧化聚合,结果在环己酮中得到PMMA均聚物,CuBr2/bPy同叔胺的氧化还原引发可以忽略.随后在环己酮中分别以不同络合物催化MMA的氧化聚合.结果...     

玻璃表面铜-胺氧化还原引发自由基接枝聚合

将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)固定于玻璃片表面,利用铜-胺氧化还原反应在水溶液中引发缺电子乙烯基单体,如N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)进行自由基接枝聚合.通过衰减全反射红外分析(ATR-FTIR)、接触角、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)等方法进行表征,证明玻璃表面已接枝上功能性聚合物链,且不会产生游离均聚物.当原料配比为m(CuSO4):m(DMAAm):m(H2O) ＝5:1000:1000,反应温度为80℃,反应时间为4h时,所得样品GlassKH-550-g-PDMAAm的接枝率与单位面积接枝量分别达到了0.342％和0.47 mg/cm2.接枝后玻璃表面化学组成和形貌都发生了显著变化.本方法操作简单、效果明显,具有一定普适性.     

一种新的活性自由基聚合:单电子转移-活性自由基聚合

介绍了一种新的活性自由基聚合-单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP)。SET-LRP的机理是基于Cu(I)在某些溶剂中的歧化反应和Cu(0)通过外层电子转移(OSET)使引发剂R-X生成自由基离子[R-X].-,自由基离子通过异裂生成自由基R.,从而引发单体进行聚合。讨论了引发剂、催化剂、溶剂和配体对SET-LRP的影响。通过与原子转移自由基聚合(ATRP)的对比,表明用于ATRP的引发剂也能广泛应用于SET-LRP,而用于SET-LRP的配体必须是能使络合物高度不稳定、能够使Cu(I)迅速发生歧化反应的配体;通过比较还显示出SET-LRP巨大的优越性:单体适应范围广、反应速率快、反应条件简单、催化剂容易脱除、反应产物没有颜色变化。总之,SET-LRP将有其广阔的应用前景。     

可聚合的氧化还原引发体系

胺类具有还原性,可以与多种氧化剂构成氧化还原引发体系,胺类可产生自由基,引发乙烯基单体聚合.若乙烯基单体同时含有胺类基团,则这类自身还原性引发型单体在氧化剂存在的情况下既参与链引发又参与链增长,因此可以形成超支化聚合物.本文首先回顾了胺类氧化还原体系及其引发机理,然后总结自身还原性引发型单体分别与过氧化物、二芳酮、高氧...