乳液体系中的RAFT可控/活性自由基聚合研究进展

可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)是新近发展起来的可控/活性自由基聚合方法。由于该方法具有适用单体范围广、反应条件温和、可采用多种聚合实施方法等优点,已成为一种有效的分子设计手段。本文总结了近几年文献报道的在乳液和细乳液体系中实施RAFT聚合反应的研究进展,对非均相体系的稳定性、聚合反应过程中的动力学特点、以及聚合产物的分子量及其分布等方面的研究进行了综述。     

RAFT链转移剂存在下凹凸棒土表面甲基丙烯酸甲酯接枝聚合

将γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)接枝到凹凸棒土(AT)表面,制得表面带有可聚合碳碳双键的改性粒子AT-MPS;以二硫代苯甲酸氰基异丙酯(CPDB)为链转移剂,采用可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合技术,在AT表面进行甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝聚合.通过红外(FTIR)、热失重(TGA)等方法进行了表征,考察了引发剂以及RAFT链转移剂用量对聚合反应动力学和AT表面接枝聚合接枝率的影响.结果表明,PMMA通过RAFT聚合成功接枝在AT表面;基于RAFT过程的接枝聚合比传统自由基接枝聚合具有更长的反应时间和较高的接枝率.本体系相对适宜条件:温度为70℃,[MMA]/[CPDB]/[AIBN]为400/1/0.5.此条件下聚合反应具有很好的可控性,溶液中的聚合物分子量分布指数为1.2~1.3,AT表面PMMA接枝率为16.33%.引发剂和RAFT链转移剂用量过大均会造成接枝率降低.     

苯乙烯RAFT细乳液聚合

活性自由基聚合研究在上世纪90年代取得突破，受到研究者的广泛关注．现今，已形成NMP(Nitroxide-medjated polymerization)、ATRP(Atom transfer radical polymerization)、RAFT(Reversible addition／fragmentation transfer)聚合等3种高效活性自由基聚合体系，其各自的聚合机理已基本探明。     

RAFT聚合制备结构明确的荧光标识聚甲基丙烯酸甲酯

以铁氰化钾为氧化剂,通过N-咔唑二硫代甲酸钠的水相氧化制备了高纯度的中间体二硫化双(N-咔唑硫代甲酰)(DTCD),DTCD以晶体的形式从水中析出,提纯简单,性质稳定.通过DTCD与偶氮二异丁腈(AIBN)或偶氮二氰基戊酸(ACVA)的反应合成了2种性能优异的叔丁腈酯基RAFT试剂,N-咔唑二硫代甲酸异丁腈酯(CYCBD)和N-咔唑二硫代甲酸氰基戊酸(CVCBD),新合成工艺的副反应和杂质被大量减少,最终产物的收率可达80%以上.以CYCBD和CVCBD为可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂,研究了它们对甲基丙烯酸甲酯(MMA)RAFT聚合的控制能力,结果表明CYCBD和CVCBD是性能优异的RAFT试剂,可以很好地用于制备结构明确、分子量分布窄的链末端咔唑标记的聚甲基丙烯酸甲酯(CPMMA),由它们所制得的CPMMA的PDI小于1.2.研究结果还表明CYCBD和CVCBD及由其合成的CPMMA在四氢呋喃(THF)溶液中具有显著的荧光特性,CPMMA在358nm处有很强的荧光发射峰,而且,在浓度范围为0.1～20μmol/L的THF溶液中,CPMMA的荧光发射强度与其浓度具有良好的线性关系.通过CYCBD和CVCBD可以方便地制备结构明确且具荧光标识的功能聚合物。     

TBTGA对甲基丙烯酸甲酯RAFT聚合及其产物结构的影响

2-巯基-S-硫代苯甲酰乙酸(TBTGA)作为一种相对经济的链转移剂,可对活性较高的单体(MAMs)发生可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合提供较好的控制性,但是目前针对该链转移剂的研究较少。选择甲基丙烯酸甲酯(MMA)作为单体,通过改变TBTGA的含量,得到一系列产物,并与普通自由基聚合得到的产物进行对比,探究TBTGA对甲基丙烯酸甲酯RAFT聚合及产物结构的影响。结果表明：随着TBTGA含量的增加,RAFT聚合所得PMMA的玻璃化转变温度逐渐升高,且玻璃化转变温度范围越来越窄。这说明随着TBTGA的增加,PMMA分子链的分散性变窄,证明TBTGA对MMA发生RAFT聚合具有良好的控制性。      

细乳液自由基聚合动力学研究进展

液滴成核是细乳液聚合区别于常规乳液聚合的一个重要特征.本文在介绍细乳液聚合成核机理的基础上,重点综述了采用不同助稳定剂时,如十六醇、十六烷、聚合物助稳定剂和单体助稳定剂等,细乳液中自由基聚合的动力学特征.     

超声辐照引发MMA微乳液聚合动力学研究

用自由基捕捉剂N,N-二苯基-2,4,6-三硝基苯肼基(DPPH)进行超声辐照引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)微乳液聚合引发过程的动力学研究,结果表明,所得速率常数比超声辐照引发纯单体聚合的速率常数大一个数量级,说明超声辐照在微乳液聚合体系中的引发作用远远强于本体聚合;得到的表观活化能为正值,说明升温有利于超声辐照引发微乳液聚合.对聚合过程动力学的研究表明,引发剂用量决定聚合反应速率曲线恒速期的长短.     

RAFT种子乳液聚合反应初期的Monte Carlo模拟

自由基聚合是制备聚合物材料最为重要的技术 .但由于自由基极易进行双基终止 ,一般很难对其结构进行精确的控制 ,所得产物分子量宽 ,组成分布不易控制 ,很难制备嵌段共聚物 . 2 0世纪 90年代出现的活性自由基聚合技术 (RAFT)克服了上述缺点 ,成为高分子化学研究的热点[1] .RAFT聚合以其适用单体广、聚合条件温和以及活性高而成为最具前途的活性自由基聚合技术之一 .迄今为止 ,RAFT的研究大多集中在溶液和本体等均相聚合体系 [2～ 5] .乳液聚合有聚合速率快、环境友好、体系粘度低等优点 ,是活性自由基聚合工业化首选工艺 ,因而近年来活…     

聚合工艺及m(MMA)/m(EA)对MMA-Ea-AA三元无皂乳液聚合及乳胶粒性质的影响

聚合工艺及m(MMA)/m(EA)对MMA-Ea-AA三元无皂乳液聚合及乳胶粒性质的影响;甲基丙烯酸甲酯;丙烯酸乙酯     

阿托伐他汀钙与β-环糊精相互作用的研究及应用

采用线性扫描伏安法和循环伏安法并结合紫外分光光度法研究了新型抗血脂紊乱药物阿托伐他汀钙(AC)与β-环糊精(-βCD)的相互作用.探讨了-βCD对AC的峰电流及AC对-βCD吸附峰电流的影响,测得在0.06mol/LKH2PO4-Na2HPO4(pH=7.17)缓冲溶液中,AC与-βCD包结比为1:1,用电流法测得包结物的形成常数为9.09×104L/mol.根据碱性介质条件下β-CD分子与AC形成包结物而使β-CD吸附峰电流减小的特性,建立了一种利用β-CD间接测定AC的伏安方法.     

八甲基环四硅氧烷正离子细乳液开环聚合动力学

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,硫酸或盐酸为催化剂,八甲基环四硅氧烷(D4)为单体,十六烷为共稳定剂,超声预乳化,制备了聚硅氧烷细乳液,研究了超声时间、催化剂用量、乳化剂用量和温度对聚合动力学的影响.结果表明,在一定酸度范围内,聚合速度与硫酸浓度0.81次方、与盐酸浓度1.02次方、与乳化剂浓度-0.66次方成正比,反应的表观活化能为40.56kJ/mol.     

有机催化剂存在下原位生成烷基碘化物的甲基丙烯酸甲酯的可逆-休眠自由基聚合

以四丁基溴化铵(BNBr)或四丁基碘化铵(BNI)作为有机催化剂,碘(I_2)与偶氮二异丁腈(AIBN)原位生成烷基碘化物为引发剂在本体聚合中实现了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的可逆催化络合聚合(RCMP).首先,比较了2种催化剂对该体系催化活性的大小,相同实验条件下,BNI作为催化剂时对聚合的控制效果优于BNBr,即在该体系中BNI的催化活性大于BNBr;其次,较为详细地研究了催化剂BNI的用量对MMA可控聚合的影响,结果表明,BNI的浓度在9.43~117.81 mmol/L范围内均有较好的控制效果,当[MMA]∶[I_2]∶[AIBN]∶[BNI]=100∶0.5∶0.75∶0.25,即催化剂的浓度为23.56 mmol/L时反应速率较快,理论分子量与实测分子量(通过GPC进行表征)几乎完全吻合,分子量多分散指数(PDI=M_w/M_n)较小(PDI1.27);最后,通过1H-NMR对所得聚合物的结构进行表征,证明为碘原子封端,M_(n,NMR)与M_(n,GPC)相吻合,端基保有度达到98.8%.     

甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯在硅片表面的RAFT接枝聚合

将3-(2-二硫代苯甲酸基丙酰氧基)丙基二甲基甲氧基硅烷化学键合于硅片表面.以甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯为单体,在硅片表面进行可逆加成-断裂链转移(RAFT)接枝聚合.X-射线光电子能谱仪证实聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯的共聚物(poly(MMA-co-St))都接枝到硅片表面.但3个体系表现出不同的性质,甲基丙烯酸甲酯的RAFT聚合可控性差,分子量比设计分子量大得多,分子量分布指数宽,接枝密度仅为0·03chains/nm2;苯乙烯均聚合的活性/可控性好、分子量分布窄,接枝密度提高到0·21chains/nm2;共聚合体系综合了两个均聚体系的优点,分子量分布较窄,接枝密度最高为0·31chains/nm2,聚合物膜厚随转化率、数均分子量基本呈线性增长.     

基于RAFT过程的MMA可控自由基聚合及嵌段共聚物的合成

用二硫代酯调控的可逆加成-裂解链转移过程(RAFT)研究了MMA的聚合动力学及分子量分布,分析了引发剂浓度和二硫代酯浓度对反应速度及可控性的影响.用RAFT方法合成了嵌段共聚物PMMA-b-PS及带有自旋标记的嵌段共聚物PMMA-b-PS.     

RAFT聚合法合成甲基丙烯酸酯共聚物及其在负性光致抗蚀剂中的应用

以甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸苄基酯(BZMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和丙烯酸正丁酯(BA)为共聚单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸(DMP)为链转移试剂,采用可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)制备了甲基丙烯酸酯共聚物(PMBBH)。利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(¹HNMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对共聚物的结构进行了表征。以共聚物PMBBH为基体树脂制备了负性光致抗蚀剂,考察了PMBBH的分子量对光致抗蚀剂分辨率的影响。结果表明,以数均分子量为5.45×10³ g/mol,重均分子量为7.79×10³ g/mol的PMBBH-2作为基体树脂时,该光致抗蚀剂得到的图像轮廓清晰,图形分辨率可达50 μm。     

氧化-还原低温引发苯乙烯/丙烯酸丁酯细乳液共聚合动力学与成核机理的研究

详细讨论了 [(NH4 ) 2 S2 O8/NaHSO3 ]氧化 还原引发体系引发苯乙烯 (St)丙烯酸丁酯 (BuA)体系的细乳液共聚合的动力学特征及其与成核机理的关系 .细乳液的聚合速率比相同条件下的常规乳液聚合速率低 ,引发期长 .随聚合温度、引发剂浓度、乳化剂浓度的增加 ,聚合速率增大 .共乳化剂正十六烷 (HDE)的浓度在一定范围内增大 ,反应的速率增大 ,然后再增加HDE ,反应速率下降 .建立动力学曲线数学模型 ,并深入讨论了细乳液的聚合动力学特征 ,与常规乳液所得结果相比较 ,探讨了细乳液的单体液滴成核机理 .     

两亲性RAFT试剂存在下丙烯酸六氟丁醋和苯乙烯的无皂乳液聚合

合成了具有两亲性结构的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂,在RAFT试剂的作用下,通过无皂乳液聚合方法合成了丙烯酸六氟丁酯与苯乙烯的共聚物.研究了RAFT试剂浓度和聚合温度对聚合动力学、聚合反应可控性及乳胶粒粒径的影响.通过红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(1H NMR)、示差扫描量热仪(DSC)、凝胶渗透色谱仪(GP...     

两亲性RAFT试剂存在下丙烯酸六氟丁醋和苯乙烯的无皂乳液聚合

合成了具有两亲性结构的可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂,在RAFT试剂的作用下,通过无皂乳液聚合方法合成了丙烯酸六氟丁酯与苯乙烯的共聚物.研究了RAFT试剂浓度和聚合温度对聚合动力学、聚合反应可控性及乳胶粒粒径的影响.通过红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(1H NMR)、示差扫描量热仪(DSC)、凝胶渗透色谱仪(GPC)及表面张力仪表征了共聚物的结构、玻璃化转变温度(Tg)、分子量和分子量分布及乳胶膜表面性能.结果表明,得到的苯乙烯和丙烯酸六氟丁酯共聚物无皂乳液的乳胶粒粒径在100 nm左右且呈单分散分布.当RAFT试剂浓度高于0.016 mol/L时聚合体系有较好的可控性.共聚物乳液的乳胶膜对水和二碘甲烷的接触角都很高.     

RAFT-细乳液法合成PMMA-b-PGMA两嵌段共聚物

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,S-正十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α″-乙酸基)三硫代碳酸酯为链转移剂,经RAFT/细乳液法制得PMMA(PDI 1.44)。以PMMA细乳液为种子乳液,与甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合合成了PMMA-b-PGMA两嵌段聚合物(1),其结构和性能经¹H NMR, FT-IR, GPC和DSC确证。结果表明：1的PDI为2.04,玻璃化转变温度为92.35 ℃。     

单一阳离子乳化剂对D4细乳液制备及聚合的影响

无助稳定剂十六醇(HD)时,以十八烷基双聚氧乙烯基苄基氯化铵(OEBA)为单一阳离子乳化剂,制备粒径为200 nm左右的D4细乳液.选OEBA浓度相同、有无HD添加的两对照D4细乳液,经KOH引发进行开环聚合,动态光散射法(DLS)追踪聚合中粒径变化过程.同时借助紫外可见分光光度计,考察合成的聚二甲基硅氧烷(PDMS)细乳液对强酸HCl、强碱KOH和电解质NaCl的相对稳定性.结果显示,单一乳化剂OEBA时,不但制备的D4细乳液稳定性良好,而且合成的PDMS细乳液具优良的耐强酸、强碱和电解质能力;单一乳化剂时不仅聚合中粒径变化与添加HD相一致,而且反应速率随转化率和时间的变化规律也相似.