甲基丙烯酸丁酯原子转移自由基聚合动力学

研究了甲基丙烯酸丁酯在α－溴代丙酸乙酯／ＣｕＣｌ／联二吡啶催化引发下的本体原子转移自由基聚合反应动力学,讨论了其可控／“活性”特征及反应动学参数。并通过连续加料方法合成了相对分子质量可控的聚甲基丙烯下酯－ｂ－聚苯乙烯嵌段共聚物,同时用红外光谱及差热分析技术对嵌段共聚物进行了结构表征。     

几种新型有机酸配体和FeCl2络合催化下的苯乙烯原子转移自由基聚合反应

以FeCl2为催化剂,选用不同有机酸作为配体,用不同引发剂(苄氯,对硝基溴化苄,四氯化碳等)催化引发了苯乙烯的原子转移自由基聚合反应(Atom Transfer RadicalPolymerization简称ATRP),获得了可控聚合产物(相对分子质量分布1.1～1.5),所得聚合物的相对分子质量随转化率的增加而增加.结果表明,FeCl2/二苯乙醇酸和FeCl2/丙二酸体系是有效的苯乙烯原子转移自由基聚合反应的催化体系.     

氯化苄/四水合氯化亚铁/三苯基膦引发甲基丙烯酸甲酯“活性”/可控自由基聚合

以氯化苄(C6H5CH2Cl)/四水合氯化亚铁/三苯基膦为引发体系,在90 ℃下引发甲基丙烯酸甲酯进行原子转移自由基"活性"/可控聚合反应(ATRP).只有当Fe与P的量比值为1∶2时,聚合产物数均分子质量(Mn)与转化率才呈现一定的线性关系,聚合反应机理表现为ATRP.对于其它Fe与P的量比值,产物Mn与转化率不呈线性关系,表明在聚合反应过程中存在多种活性中心;由于所使用的氯化亚铁含有结晶水,催化剂的制备方式对ATRP有较大影响.     

N-水杨醛缩二乙烯三胺作为配体催化原子转移自由基聚合

采用水杨醛和二乙烯三胺反应合成用于原子转移自由基聚合的新型配体--N-水杨醛缩二乙烯三胺,通过元素分析和核磁共振表征N-水杨醛缩二乙烯三胺,以乙-溴代丙酸乙酯(EBP)为引发剂,用N-水杨醛缩二乙烯三胺催化合成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),并采用凝胶渗透色谱(GPC)测其相对分子质量及其分布,考察聚合体系的动力学.结果表明:甲基丙烯酸甲酯(MMA)/EBP/溴化亚铜/N-水杨醛缩二乙烯三胺体系和MMA/EBP/溴化亚铜/N-水杨醛缩二乙烯三胺/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)体系的原子转移自由基聚合符合一级动力学规律,且具有"活性"和可控性,相对分子质量分布较窄(前者为1.46,后者为1.34),加入溶剂后,催化活性和自由基浓度均有所下降.     

α-氯代甲苯/四水合氯化亚铁/三苯基膦引发苯乙烯“活性”/可控自由基聚合

以α-氯代甲苯(C6H5CH2Cl)/四水合氯化亚铁(FeCl2*4H2O)/三苯基膦(PPh3)为引发体系,在120 ℃下引发苯乙烯进行原子转移自由基"活性"/可控聚合反应(ATRP).结果表明:只有当n(Fe)/n(P)=1∶3时,聚合产物数均分子质量(n)与转化率才呈现一定的线性关系,聚合反应机理表现为ATRP.对于其它n(Fe)/n(P)(如1∶2和1∶4),产物的n与转化率不呈线性关系,表明在聚合反应过程中存在多种活性中心.     

CuCl/bpy催化的苯乙烯原子转移自由基悬浮聚合

以1-苯基氯乙烷(1-PEC l)为引发剂、氯化亚铜(CuC l)为催化剂、2,2′-联吡啶(bpy)为配体,采用开放体系,在外加搅拌和氮气保护下,研究了苯乙烯的悬浮法原子转移自由基聚合(ATRP),采用分散相水中加入电解质N aC l的方法抑制催化剂配合物向水相的扩散.结果表明,所得聚合物的分子量随转化率呈线性增加,分子量分布较窄(分布指数可达1.40),聚合反应对单体浓度为一级动力学关系,经计算聚合体系的活性自由基浓度为6.89×1-0 8m o l/L;而对A IBN为引发剂时该催化体系的反相ATRP悬浮聚合研究显示,聚合反应可控性很差,原因在于CuC l2的水溶性太强.     

通过原子转移自由基聚合合成含环氧侧基的聚苯乙烯

通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了含环氧侧基的聚苯乙烯。首先用对羟基苯甲醛和环氧氯丙烷反应制备4-(2, 3-环氧丙氧基)苯甲醛(EBD),然后通过Wittig反应将醛基转化为乙烯基得到含环氧基团的功能性单体苯乙烯基环氧丙基醚 (SGE),最后用ATRP方法聚合单体SGE得到含环氧侧基的聚苯乙烯。所得聚合物分子量可控,分子量分布较窄。     

通过原子转移自由基聚合合成含二苯基乙烯侧基的聚苯乙烯

通过原子转移自由基聚合（ATRP）制备了含1，1-二苯基乙烯（DPE）侧基的聚苯乙烯. 首先用ATRP聚合单体4-乙烯基苄氧基二苯甲酮得到含二苯甲酮侧基的聚苯乙烯，然后通过Wittig反应将二苯甲酮侧基转化为DPE侧基. 采用¹H NMR, IR和GPC对所得产物及其中间体的结构和分子量进行了表征. 结果证明所得聚合物含有DPE官能团，而且分子量可控，分子量分布窄.     

苯乙烯原子转移自由基聚合的研究

利用活性自由基聚合技术能够合成出具有确定组成和分子量、窄分布以及复杂结构的聚合物,原子转移自由基聚合便是其中的一种重要实施方法。开设苯乙烯原子转移自由基聚合实验,通过实验操作使学生了解活性自由基聚合的基本原理及实施方法,学会利用实验数据来判别是否活性聚合。     

催化引发原子转移自由基聚合活化能的研究

选择引发剂为氯代苯乙烷或溴代丙酸乙酯、过渡金属化合物为氯化亚铜或溴化亚铜、配体为设计合成的二哌啶乙烷或双正丙基亚砜乙烷的催化引发体系,研究不同温度下开放体系中苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯单体的催化引发原子转移自由基聚合过程．结果表明,在一定的转化率范围内,就单体浓度而言聚合反应为一级反应,聚合过程中的活性自由基中心浓度很低,约为10^-7～10^-8mol／L．此外,还根据不同温度下的聚合反应速率常数推算出苯乙烯和甲基丙酸甲酯两种单体的原子转移自由基聚合反应的表观活化能．     

甲基丙烯酸甲酯的室温原子转移自由基聚合研究

以常见的引发(EBiB)和催化体系(CuBr/Bpy)实现了甲基丙烯酸甲酯的室温原子转移自由基聚合,对聚合进行了动力学研究,研究了温度对聚合速率的影响,对聚合物化学结构进行了验证并进行了扩链,结果表明聚合符合原子转移自由基聚合机理。     

配体在卤化铜催化的原子转移自由基聚合反应中的作用

在原子转移自由基聚合(ATRP)反应中，配体对催化体系的活性是至关重要的，它们可以膏节过渡金属的氧化还原性能，并以自身的立体效应供给催化剂以适当的选择性，它们还可以改善催化剂在反应混合物中的溶解性能。研究配体结构和相应催化体系在ATRP反应中的催化活性之间的关系，对寻找性能优良的ATRP催化剂有十分重要的指导意义。本文将近几年对Cu^ ／Cu^2 催化体系中含氮配体的研究进展作一综合评述。     

丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基共聚合

以 [MeClPr]/CuBr/[Me6TREN]为催化体系 ,采用原子转移自由基法 (ATRP)对丙烯酰胺 (AAm)和甲基丙烯酸甲酯 (MMA)进行了共聚合 ;考察了聚合时间、单体和引发剂配比、聚合温度等因素对聚合的影响 ,合成了分子量分布较窄的无规共聚物。     

PMMA微球表面引发的苯乙烯原子转移自由基接枝

以双甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，甲基丙烯酸-2-（α-溴异丁酰氧基）乙酯为功能单体，制备了粒径为18.7nm的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球。在溴化亚铜（CuBr）/2，2′-联吡啶的催化下，以该PMMA微球作为苯乙烯原子转移自由基聚合的引发剂，成功进行了苯乙烯的接枝聚合，且聚合过程可控。     

CuCl/邻菲咯啉催化下苯乙烯的原子转移自由基本体和悬浮聚合

以氯化亚铜(CuC l)为催化剂、廉价易得的邻菲咯啉(Phen)为配体、1-苯基氯乙烷(1-PEC l)为引发剂,研究了苯乙烯(S t)的原子转移自由基本体和悬浮聚合.动力学研究结果表明:该催化引发体系对苯乙烯的本体聚合有较好的可控性.聚合反应对单体浓度呈现一级动力学关系,分子量随转化率线性增长,分子量分布较窄(1.35);外加搅拌下开放体系中的苯乙烯悬浮聚合对单体浓度也呈现一级动力学关系,分子量也随转化率呈线性增长,但分子量分布略宽(2.29),说明只具有部分可控性.     

对乙烯基苯磺酰氯与苯乙烯的原子转移自由基共聚合制备支化聚苯乙烯

以对乙烯基苯磺酰氯作为引发剂进行了苯乙烯的原子转移自由基聚合，由于对乙烯基苯磺酰氯同时含有可聚合的乙烯基和原子转移自由基聚合引发基团，因此可以得到支化结构的聚苯乙烯。用凝胶渗透色谱对不同对乙烯基苯磺酰氯浓度下所得聚合物的分子量及其分布进行了表征，发现所得聚合物的平均分子量明显大于按照每个对乙烯基苯磺酰氯分子产生一个聚合物链计算的理论分子量，并且分子量呈多峰分布。     

铁(Ⅱ)-邻二氮菲络合物催化的苯乙烯原子转移自由基聚合

以铁(Ⅱ)-邻二氮菲络合物(Fe(Ⅱ)/phen)为催化体系,以苄氯为引发剂,对苯乙烯的原子转移自由基聚合及苯乙烯与甲基丙烯酸丁酯的嵌段共聚进行了研究.发现本体系可有效地控制聚合物的相对分子质量分布(1.2     

温度对RBr/CuBr/2, 2′-联吡啶引发的苯乙烯原子转移自由基聚合的影响

分别采用溴化苄、２－溴丙二酸二乙酯和２－溴－２－甲基丙二酸二乙酯作引发剂,在ＣｕＢｒ／２,２‘－联吡啶配位化合物催化下,进行了苯乙烯的原子转移自由基聚合,在９０￣１３０℃范围内研究了温度对聚合反应级所得聚合物相对分子质量及其分布的影响。实验发现,在温度为１１０℃时聚合速率最大。     

二氯化苄/CuCl/2,2′-联吡啶引发甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合

在ＣｕＣｌ／２，２′联吡啶配位化合物的催化下，以α，α′二氯化苄为引发剂，进行了甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合。实验结果表明：聚合物的数均相对分子质量与单体转化率成正比，且与理论预计值基本吻合，相对分子质量分布也较窄（Ｍｗ／Ｍｎ＝１２０～１３０）。     

甲基丙烯酸叔丁酯的原子转移自由基聚合

分别以对氯甲基苯乙烯和α-溴代丙酸乙酯为引发剂,联二吡啶和N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺为配位剂,在氯化亚铜的催化作用下,使甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)进行本体聚合.用凝胶渗透色谱跟踪聚合物的相对分子质量变化,发现不同引发剂与配位剂对聚合反应速率有明显的影响.根据体系中的ln([cM0]/[cM])变化与聚合反应时间成线形的关系,证明tBMA的聚合过程在实验范围内符合原子转移自由基聚合(ATRP)反应规律.利用ATRP的反应特点,改变引发剂与单体tBMA的配比,可将聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA)的相对分子质量控制在所需范围内,并保持PtBMA的相对分子质量分布≤1.2;同时用核磁共振氢谱对产物的结构进行表征,结果表明所得聚合物PtBMA的结构明确.