原子转移自由基聚合的研究进展

综述了原子转移自由基“活性”聚合研究的进展，包括采用的各种引发体系，聚合反应机理，动力学研究以及所合成的各种模型聚合物。通过原子 转移自由基聚合可以方便地合成各种结构的模型聚合物，２包括窄分的均聚物，交替，无规和渐变共聚物、特殊链端的聚合物，嵌段和接枝共聚物等。     

几种手性原子转移自由基聚合引发剂的合成及其在螺旋选择性聚合中的应用

合成了(S)-2,2'-二(溴甲基)-1,1'-联萘, (S)-2'-甲基-2-溴甲基-1,1'-联萘, α-溴代苯乙酸薄荷酯, N-薄荷基-α-溴代苯乙酰胺和α-溴代苯乙酸胆甾烷醇酯5种旋光的溴代烷并将其用作非手性单体甲基丙烯酸-1-苯基二苯并环庚醇酯 (PDBSMA)的原子转移自由基聚合(ATRP)的手性引发剂. 为了使这些手性引发剂在引发一步生成的初级自由基不发生消旋化, 引发剂中的手性中心都不直接与溴原子相连. 用这5种手性溴代烷做引发剂引发PDBSMA的ATRP所得聚合物可分成四氢呋喃(THF)可溶部分和THF不溶部分. THF可溶部分具有较大的比旋光度. 对THF可溶部分的手性光学性质研究以及比较该部分聚合物和在同样引发条件下得到的甲基丙烯酸甲酯聚合物的比旋光度, 我们得出聚合物大的比旋光度是由聚合物单手性螺旋过量引起的结论, 即合成的手性引发剂对PDBSMA的ATRP均有一定的螺旋选择性, 其中(S)-2,2'-二(溴甲基)-1,1'-联萘、(S)-2'-甲基-2-溴甲基-1,1'-联萘螺旋选择性最好. 引发剂的螺旋诱导能力跟聚合反应的温度有很大关系, 聚合温度上限为70 ℃, 在0～70 ℃之间, 随着温度的升高引发剂的螺旋选择性逐渐增强.     

原子转移自由基聚合及可控自由基聚合

以作者在原子转移自由基聚合领域的研究成果为主导,结合国内外文献,对近年来出现的颇具影响的可控自由基聚合体系与进行了评述与展望。     

可逆加成-断裂链转移自由基聚合研究进展

综述了活性/可控自由基聚合中的可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合研究进展;总结了RAFT试剂、RAFT聚合反应条件、RAFT聚合物及其结构形貌的最新研究进展;指出RAFT自由基聚合反应已被作为重要方法之一用于合成具有特定分子结构的聚合物.     

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。     

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、AGETATRP催化引发体系、SR8LNIATRP催化引发体系、ICARATRP催化引发体系、ARGETATRP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。     

胺存在下自由基聚合与活性自由基聚合

综述了胺存在下自由基聚合,包括含胺的过氧化二酰与芳叔胺氧化还原体系、有机过氧化氢物与芳叔胺或脂肪叔胺氧化还原体系、过硫酸盐与脂肪胺氧化还啄体系和极性单体的胺光诱导电荷转移引发自由基聚合,以及活性／控制自由基聚合,主要为原子转移自由基研究的成果。     

原子转移自由基聚合研究进展

原子转移自由基聚合(Atom transfer radical polymerization,ATRP)是一种发展较快的可控/活性聚合技术,现已广泛应用于聚合物分子结构设计及众多功能高分子材料的合成.本文在综述了ATRP的反应机理的基础上,介绍了引发剂、催化剂、配体、单体等对ATRP的影响,同时综述了降低(或去除)金属盐含量的绿色、高效ATRP聚合体系,如引发剂持续再生活化ATRP,电子转移生成(再生)活化剂ATRP,铁催化体系,光催化体系等.近年来发展的无金属光诱导的有机催化ATRP聚合体系也做了综述.     

非共轭单体的活性自由基聚合进展

活性自由基聚合经过十多年的发展,已成为一种有效的高分子设计手段.代表性的活性自由基聚合技术包括氮氧调控自由基聚合(NMP),原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合或通过黄原酸酯交换法设计大分子(MADIX).这些技术已成功应用到多数共轭单体上,但对非共轭单体的聚合控制还不太成功.本文总结了几类适合非共轭单体的活性自由基(共)聚合方法,主要有RAFT/MADIX体系,某些ATRP体系,碘退化转移体系及近年新出现的有机碲调控自由基聚合(TERP)和有机锑调控自由基聚合(SBRP)体系,其中,TERP和SBRP的独特性值得关注.     

自由基聚合的立体选择性调控

聚合物的物理和化学性能取决于其结构.从组成聚合物的重复单元结构及比例到更为精细、复杂的聚合物微结构,如聚合物的分子量及其分布、单体的序列排布(嵌段、梯度、接枝、交替等)、拓扑结构(星型、梳状、网状、刷状等)、末端官能团、立构规整度等都可能显著影响聚合物的性能,人们对此进行了广泛而深入的研究.其中,聚合物的立构规整度的调控具有重要意义,如丙烯的立体定向性配位聚合显示了巨大的商业价值.虽然自由基聚合是高分子材料生产中应用最广泛的聚合技术之一,但其难以对大分子结构进行控制.可逆失活自由基聚合(RDRP)的发展使分子量的控制得到了显著改善.然而,对于所有形式的自由基聚合来说,立体选择性的调控都极具挑战性.这主要是由于自由基的高活性以及近平面特性,使得单体加成时难以控制面的选择性,生成的聚合物多为无规立构.本综述从调控策略的角度对自由基聚合的立体选择性调控的相关研究进行了总结、评价和展望,包括在限定环境中聚合、使用含手性辅基或大位阻取代基的单体、溶剂(氢键)效应、外加路易斯酸以及催化剂(或配体)效应等五个方面.尽管这些调控手段已经获得了立体选择性自由基聚合的初步进展,但总体而言仍然存在着单体范围...     

Kinetics and Mechanism of Radical Polymerization

Low molecular reactions are frequently accompanied by side reactions producing a whole spectrum of by-products whose removal in purification operations generally causes little difficulty because the major and side products usually differ sufficiently in their properties. Hence detailed kinetic studies in low molecular chemistry can claim industrial interest only insofar as they aim to reduce the rate of formation of side products. The situation is completely different in polymer chemistry, where the terms major and side product no longer apply. Instead, one obtains mixtures of similar and/or isomeric molecules which differ so little with regard to molecular weight and structure that resolution into pure substances or isolation of pure substances becomes practically impossible. However, since all partial reactions exert a direct influence on the product spread, i.e. the composition and properties of a product mixture are modified by any change in operating conditions, detailed kinetic analyses embracing all relevant partial reactions are an essential prerequisite for the production of defined polymeric products on any scale. This progress report illustrates the importance of kinetics for radical polymerization with the aid of selected examples.     

自由基聚合速率的深入讨论

自由基聚合是高分子化学课程中的重要一章,自由基聚合动力学(包括聚合速率、平均相对分子质量及分布)是教学中的重要内容。本文讨论了建立自由基聚合微观动力学模型的基础:三个基本假设和四个简化条件,阐释了传统单官能度引发剂引发的聚合体系速率方程推导中这些假设和条件的运用,并扩展到双官能度引发剂体系,得到基元反应速率和总速率。提出从三个层次讨论影响自由基聚合速率的因素,深化了对自由基聚合速率教和学。     

自由基聚合中扩散效应分析

自由基聚合扩散效应包括“笼蔽效应”、凝胶效应和玻璃化效应,本文以聚合物大分子扩散理论发展为线索,首先讨论了基于粘度理论、标度理论、链缠结理论、自由体积理论等从宏观尺度描述自由基聚合扩散效应的模型,然后深入到微观分子尺度,从初级自由基的扩散行为讨论了“笼蔽效应”,基于增长自由基的三种扩散行为解释了凝胶效应和玻璃化效应,最后简单介绍了其他理论模型,并对理论未来的发展进行了展望。     

Ketyl Radical Anion Mediated Radical Polymerization and Anionic Ring-Opening Polymerization to Give Polymers with Low Molecular Weight Distribution

The development of novel polymerization capable of yielding polymers with low molecular weight distribution (Đ) is essential and significant in polymer chemistry, where monofunctional initiator contains only one initiation site in these polymerizations generally. Here, ketyl radical anion species is introduced to develop a novel Ketyl Mediated Polymerization (KMP), which enables radical polymerization at carbon radical site and anionic ring-opening polymerization at oxygen anion site, respectively. Meanwhile, polymerization and corresponding organic synthesis generally couldn't be performed simultaneously in one pot. Through KMP, organic synthesis and polymerization are achieved in one pot, where small molecules (cyclopentane derivates) and polymers with low Đ are successfully prepared under mild condition simultaneously. At the initiation step, both organic synthesis and polymerization are initiated by single electron transfer reaction with ketyl radical anion formation. Cyclopentane derivates are synthesized through 3–3 coupling reaction and cyclization. Polystyrene and polycaprolactone with low Đ and a full monomer conversion are prepared by KMP via radical polymerization and anionic ring-opening polymerization, respectively. This work therefore enables both organic synthesis and two different polymerizations from same initiation system, which saves time, labour, resource and energy and expands the reaction mode and method libraries of organic chemistry and polymer chemistry.     

烯烃配位聚合二十年

聚烯烃树脂是消费量最大的合成树脂种类,性能优异,用途广泛。二十多年来,烯烃配位聚合技术取得了突飞猛进的发展,在催化剂、聚合方法、聚合工艺方面都有重大突破。本文综述了二十多年来烯烃配位聚合的研究发展情况,包括Ziegler-Natta催化剂,茂金属催化剂,非茂金属催化剂,配位聚合机理,功能化聚烯烃的制备,原位共聚制备LLDPE,原位聚合制备纳米复合材料,活性配位聚合以及Spherizone工艺等方面的成就。     

有机磺酰氯在自由基聚合中的应用进展

有机磺酰氯存在下的自由基聚合(Radical polymerization,RP)具有反应条件温和、体系组成简单、单体适用范围较广的优点。本文主要概述了有机磺酰氯在自由基聚合中的应用,主要包括原子转移自由基聚合(Atom transfer radical polymerization,ATRP)的引发剂、单电子转移活性自由基聚合(Single-electron transfer living radical polymerization,SET-LRP)的引发剂和普通自由基聚合的链转移剂。并分析了以上三种应用单体的适用范围、有机磺酰氯结构与聚合活性的关系以及有机磺酰氯(多官能团有机磺酰氯引发剂和链转移单体)在聚合物分子设计中的应用。     

Stochastic Simulation of Controlled Radical Polymerization Forming Dendritic Hyperbranched Polymers

Stochastic simulation of the formation process of hyperbranched polymers (HBPs) based on the reversible deactivation radical polymerization (RDRP) using a branch-inducing monomer, evolmer, has been carried out. The simulation program successfully reproduced the change of dispersities (Đs) during the polymerization process. Furthermore, the simulation suggested that the observed Đs (=1.5–2) are due to the distribution of the number of branches instead of undesired side reactions, and that the branch structures are well controlled. In addition, the analysis of the polymer structure reveals that the majority of HBPs have structures close to the ideal one. The simulation also suggested the slight dependence of branch density on molecular weight, which was experimentally confirmed by synthesizing HBPs with an evolmer having phenyl group.     

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.     

自由基活性聚合的进展

自由基活性聚合是人们在们在近年来探索的一类新的聚合反应.本文简要地综述了这类反应的进展.