ATRP法合成结构对称的双羧基聚苯乙烯及其超分子的形成

从二甲苯出发,经过溴甲基化反应、氧化反应、酯化反应和溴代反应,合成了一种四官能团的引发剂,4,6-二(溴甲基)-1,3-苯二甲酸二甲酯.用该引发剂引发苯乙烯进行原子转移自由基聚合,实验结果表明聚合反应具有活性自由基聚合的特征.通过苯乙烯的本体聚合反应获得了分子量可控、双酯基位于聚合物链中间的聚苯乙烯.经过水解反应,使聚合物中的双酯基被水解成双羧基,从而得到了结构对称的两亲性聚合物,双羧基聚苯乙烯.利用该聚合物具有分子识别的特性,与十二烷胺形成了离子键超分子化合物.此工作为超分子星形聚合物的设计合成提供了简便快捷的方法.     

引发剂结构对原子转移自由基聚合反应的影响

研究了三种不同结构的引发剂,溴代乙酸乙酯（EBrA)、α-溴代丁乙酯（EBrB)、α－溴代异丁酸乙酸（EBriB)引发的苯乙烯的原子转移自由基聚合反应（ATRP）。发现EBrA引发的苯乙烯的ATRP不是“活性”聚合。EBriB引发的苯乙烯的ATRP引发效率不够高,也不是典型的“活性”聚合。EBrB引发的苯乙烯的ATRP是较为典型的“活性”聚合：聚合物的分子量可以通过调节单体／引发剂的投料量及反应时间来控制,所得聚合物的分子量分布很窄,且有随转化率的增加而逐渐变窄的趋势。     

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.     

富马酸亚铁催化甲基丙烯酸甲酯活性自由基聚合的研究

以富马酸亚铁为催化剂,以2-溴代异丁酸乙酯为引发剂,在90℃下进行甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基本体聚合及溶液聚合.聚合物的数均相对分子质量随单体转化率的增加而线性增加,与时间呈良好线性关系,本体聚合时分子量分布 (PDI) 在1.5～1.7之间,溶液聚合时PDI＜1.5.通过聚合物扩链反应和端基分析,表明富马酸亚铁催化原子转移自由基聚合反应具有活性(可控)聚合的特征.     

富马酸亚铁催化甲基丙烯酸甲酯活性自由基聚合的研究

以畜马酸亚铁为催化剂,以2-溴代异丁酸乙酯为引发剂,在90℃下进行甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基本体聚合及溶液聚合.聚合物的数均相对分子质量随单体转化率的增加而线性增加,与时间呈良好线性关系,本体聚合时分子量分布(PDI)在1.5～1.7之间,溶液聚合时PDI＜1.5.通过聚合物扩链反应和端基分析,表明富马酸亚铁催化原子转移自由基聚合反应具有活性(可控)聚合的特征.     

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.     

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 .     

聚合机理转移法制备PMMA-PB-PMMA三嵌段共聚物

将活性阴离子聚合(LAP)与原子转移自由基聚合(ATRP)技术相结合,运用机理转移法制备了分子量可控的聚甲基丙烯酸甲酯-聚丁二烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-PB-PMMA)嵌段共聚物。首先以双官能度的双锂为引发剂,进行丁二烯的活性阴离子聚合得到活性聚合物,之后用环氧丙烷封端,2-溴异丁酰溴进行酯化,生成双末端带有溴原子的聚丁二烯。再用此聚合物为引发剂,N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)为配体,CuBr为催化剂进行甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合,进而得到三嵌段共聚物PMMA-PB-PMMA。采用1H-NMR、FTIR、凝胶渗透色谱仪等对所合成产物的组成和结构进行表征,并通过差示扫描量热法(DSC)研究嵌段共聚物的微相分离行为,DSC曲线上明显出现了两个玻璃化转变温度,结果初步表明三嵌段聚合物具有热塑性弹性体的性能。     

机理转移法合成星形梳状聚丁二烯-g-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物的研究

结合活性负离子聚合与原子转移自由基聚合(ATRP),采用机理转移法制备了一系列窄分布且分子量可控的星形梳状聚丁二烯-g-聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物(SC-(PB-g-PMMA)).首先通过阴离子聚合,制备星形聚丁二烯,后经甲酸-过氧化氢原位环氧化对链中部分双键进行环氧化,再与原位生成2-溴异丁酸发生酯化反应,得到具有链中活性溴的星形大分子引发剂(SPB-Brn).然后,利用该大分子引发剂,采用CuCl/CuCl2/PMDETA催化体系,通过ATRP聚合单体MMA,合成出星形梳状SC-(PB-g-PMMA)聚合物.通过GPC,1H-NMR和FTIR等分析手段对合成的星形大分子引发剂及星形梳状聚合物进结构表征,证实得到目标产物,并同时研究了聚合物的热力学性质与溶液性质.     

ATRP合成星型聚4-乙烯基二苯乙烯及性能研究

本文以2-溴异丁酸季戊四醇四酯(PT-Br)为引发剂,CuBr为催化剂,五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)为配体,引发荧光单体4-乙烯基二苯乙烯(VS)进行原子转移自由基聚合,合成了星型荧光聚合物,且分子量分布较窄(1.37～1.50).通过与线性聚4-乙烯基二苯乙烯(line-PVS)的性能比较,发现星型聚4-乙烯基二苯乙烯的溶液粘度和玻璃化转变温度都相对较低.另外,还通过荧光光谱对星型聚合物的光学性能进行了表征.     

A novel rate‐accelerating additive for atom transfer radical polymerization of styrene

The polymerization of styrene was mediated by copper (I) bromide/pentramethldiethyltriamine (PMDETA) using ethyl 2‐bromopropionate (EBP) as initiator and a catalytic amount of malononitrile (MN) as a novel rate‐accelerating additive. The optimal molar ratios of MN/EBP under which the polymerization of styrene can proceed fastest was 4:1. The rate‐enhancement‐efficiency had a dependence on temperature and the apparent rate constant of polymerization improved by a factor of 2.67 at 85 °C. Polymerization resulted in a conversion as high as 87% in 4.3 h in the presence of MN, while a conversion of 79.7% was gained even in 10 h without MN at 85 °C. The polymerizations of styrene in the presence of MN proceeded in a living fashion indicated by the first‐order kinetic plots, with the increase of M_n with respect to conversion and the relatively narrow polydispersity. The possible rate enhancing mechanism is that the addition of MN weakens the coordination between the copper center and ligand and facilitates the atom transfer process. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 45: 4082–4090, 2007     

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.     

ATOM TRANSFER RADICAL POLYMERIZATION OF 2,5-BIS[（4-HEXYLOXYPHENYL）OXYCARBONYL]STYRENE

A side-on liquid crystalline monomer, 2,5-bis[(4-hexyloxyphenyl)oxycarbonyl]styrene) (HPCS), was successfully polymerized via atom transfer radical polymerization (ATRP). The polymerization was catalyzed by CuBr/PMDETA in chlorobenzene at 90℃ with (1-bromoethyl)benzene as the initiator. The polymers have narrow MWD. It is the second example of mesogen-jacketed liquid crystalline polymer (MJLCP) prepared by ATRP.     

3-氯-2-氯甲基-1-丙烯引发苯乙烯原子转移自由基聚合的研究

原子转移自由基聚合(ATRP)是一种活性自由基聚合方法,通过它可以合成结构可控的官能性聚合物[1].双官能性聚合物是制备嵌段聚合物[2]和模型网络的前驱体[3,4],具有较大的理论和应用价值,寻求新的双官能引发剂以获得末端官能性聚合物已经成为当前ATRP研究领域的重要研究方向之一     

聚苯乙烯-b-聚硅氧烷-b-聚苯乙烯三嵌段共聚物的合成及表征

采用乙烯基封端的聚 (二甲基硅氧烷 )与溴化氢反应制得末端含有C Br的双官能聚 (二甲基硅氧烷 ) ,以此聚 (二甲基硅氧烷 )大分子为引发剂 ,CuCl为催化剂 ,4 ,4′ 二 (5 壬基 ) 2 ,2′ 联吡啶为配体 ,通过原子转移自由基聚合法 ,制得分子量和结构可控的聚苯乙烯 b 聚硅氧烷 b 聚苯乙烯 (PSt b PDMS b PSt)共聚物 .     

ABA型两亲嵌段共聚物的合成及表征

以α ,α′ 二溴代二甲苯为引发剂 ,CuBr/2 ,2′ 联吡啶为催化体系 ,制备了双溴端基的分子量分布窄的聚苯乙烯 (MWD =1 18) .再以此作为大分子引发剂 ,实现了甲基丙烯酸对硝基苯酯的原子转移自由基聚合 ,制得了分子量可控且分子量分布窄的ABA型嵌段共聚物 ,再经水解、酸化 ,得到了聚甲基丙烯酸 b 聚苯乙烯 b 聚甲基丙烯酸ABA型两亲嵌段共聚物     

具有预期结构的苯乙烯与丙烯酸丁酯接枝共聚物的合成与表征

通过苯乙烯 (St)与 4 对氯甲基苯乙烯 (CMS)进行氮氧稳定自由基共聚合反应 ,合成了二元共聚物P(St co CMS) ,并以此共聚物引发丙烯酸丁酯进行原子转移自由基聚合 ,成功地合成了结构明晰的以聚苯乙烯为主链、聚丙烯酸丁酯为支链的接枝共聚物 ,研究了共聚合反应动力学 .P(St co CMS)和接枝共聚物的结构通过1 H NMR得到确认 ,并表征了接枝共聚物平均侧链数目和平均侧链长度     

原子转移自由基法合成4-(4′-甲氧基苯基甲亚胺)苯酚功能化的六臂星型聚苯乙烯

星型聚合物由于其独特的构型及其粘弹性能使其可能在交联剂,离子交换聚合物,表面活性剂,增容剂,热塑性弹性体等方面得到广泛的应用.星型聚合物按其链结构可以分为,星型(嵌段)聚合物[1],星型-支化聚合物[2],星型-梳状聚合物[3].星型聚合物的合成始于20世纪50年代活性负离子聚合[     

Probing the effects of π–π stacking on the controlled radical polymerization of styrene and fluorinated styrene

The addition of the π–π stacking agent octafluorotoluene (OFT) resulted in up to a 50% reduction in monomer conversion after 24 h for atom transfer radical polymerization (ATRP) reactions of styrene, when performed at 85 °C with 1 eq of OFT compared with styrene in the initial reaction mixture. Monitoring the progress showed that the ATRP of styrene in the presence of either OFT or hexafluorobenzene (HFB) maintained a linear relationship between monomer conversion and number average molecular weights, while showing a first order rate dependence on monomer. The effects of π–π stacking on the K_ATRP could be overcome by using adjusting the redox activity of the metal‐ligand complex while maintaining reaction temperatures of 85 °C. Further experiments showed that nitroxide‐mediated polymerizations of St were affected to an identical extent by the presence of the π–π stacking agent HFB. The ATRP of pentafluorostyrene (PFSt) in the presence of π–π stackers benzene or toluene showed an increase in monomer conversion compared with reactions in their absence, consistent with M_n π–π stacking increasing the stability of the active radical. Interactions between the π–π stacking agents OFT and HFB and the aromatic groups in the ATRP of St or PFSt were verified by ¹H NMR analysis. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem, 2012     

NARROW-DISPERSED CROSSLINKED CORE-SHELL POLYMER MICROSPHERES PREPARED BY SURFACE-INITIATED ATOM TRANSFER RADICAL POLYMERIZATION＊

Grafting of polystyrene with narrowly dispersed polymer microspheres through surface-initiated atom transfer radical polymerization (ATRP) was investigated. Polydivinylbenzene (PDVB) microspheres were prepared by dispersion polymerization with poly(N-vinyl pyrrolidone) (PVP) as stabilizer. The surfaces of PDVB microspheres were chloromethylated by chloromethyl methyl ether in the presence of zinc chloride as catalyst to form chloromethylbenzene initiating core sites for subsequent ATRP grafting of styrene using CuCl/bpy as catalytic system. Polystyrene was found to be grafted not only from the particle surfaces but also from within a thin shell layer, resulting in the formation of particles size increased from 2.38-2.58μm, which can further grow to 2.93μm during secondary grafting polymerization of styrene. This demonstrates that grafting polymerization proceeds through a typical ATRP procedure with living nature. All of the prepared microspheres have narrow particle size distribution with coefficient of variation around 10%.