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.     

有机硫化物用于自由基活性/可控聚合

综述了有机硫化物用于自由基活性聚合的研究进展，对其机理和活性特征进行了简要的讨论。有机硫化物用于自由基活性聚合的研究工作可以追溯到上个世纪80年代，N，N－二乙基二硫代氨基甲酸酯用作光引发一转移－终止剂（Iniferter)，其聚合具有一定的活性特征，但分子量分布较宽，以二硫代羰酸酯和三硫代碳酸酯为链转移剂的可逆加成裂解链转移（RAFT）自由基聚合的发现，在活性自由基聚合领域是一个重要突破，用二硫代羰酸和三硫代碳酸酯作转移剂，在60Co γ-射线辐照下实现了St,AA,MA和MMA等单体的活性自由基聚合，是硫化物用于自由基活性聚合的又一新的进展。     

原子转移自由基聚合(ATRP)在二氧化硅表面接枝中的应用

ATRP方法是在二氧化硅(SiO2)表面接枝聚合物的一种有效方法.通过硅烷偶联剂把ATRP引发剂键接到SiO2表面,然后进行表面ATRP聚合,可以在SiO2表面接枝各种均聚物、嵌段共聚物、超支化聚合物.聚合可以在有机溶剂或水中进行.把ATRP方法同其它聚合方法如氮氧稳定自由基聚合或开环聚合相结合,可以在SiO2表面接枝复杂结构的聚合物如V型嵌段共聚物、梳型共聚物等.SiO2表面ATRP聚合可以通过外加引发剂或外加二价铜来实现聚合可控.     

原子转移自由基聚合在智能型水凝胶制备中的应用

分别对原子转移自由基聚合和智能型水凝胶两者进行了综述,分析总结了利用原子转移自由基聚合制备智能型水凝胶方面的应用情况,并对其前景作了一定的展望.     

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。     

原子转移自由基聚合(ATRP)在星形聚合物合成中的应用

综述了近10 年来采用原子转移自由基聚合(ATRP) 法合成星形聚合物的研究进展。从聚合单体、引发剂、聚合方法和反应条件以及聚合物性质等方面讨论了原子转移自由基聚合在星形聚合物合成中的应用,并根据聚合方法和引发剂对各种反应进行了分类。对原子转移自由基聚合技术在合成功能性复杂星形聚合物中的应用进行了展望。     

原子转移自由基聚合的动力学模型化研究

原子转移自由基聚合(ATRP)是“活性”/可控自由基聚合方法中研究最为广泛的一种,它不仅适用单体广泛、反应条件温和,而且可以方便地对聚合物进行结构设计.为了能够更深入地了解和控制聚合过程,通过ATRP动力学模型化并耦合不同操作方式下的反应器模型已成为必然,它可以更精确地控制大分子链结构,如分子量及其分布、共聚组成及组成分布,同时还能优化聚合条件.从传统自由基聚合理论入手并结合ATRP与传统 自由基聚合的异同,本文首先论述了ATRP动力学模型化过程;其次系统综述了已有的ATRP动力学模型研究,着重对三类不同的数学模型处理方法(矩方法,蒙特卡罗法、商业软件包-PREDICI,GEPASI等)进行了总结.     

含有热引发转移终止剂的引发体系在反向原子转移自由基聚合中的应用

原子转移自由基聚合 (ATRP)是实现活性聚合的一种颇为有效的途径 ,可以实现多种单体的活性自由基聚合 .反向原子转移自由基聚合 (ReverseATRP)的概念始提出于 1995年 ,是对传统ATRP的改进和拓展 .近年来关于此体系的引发剂的拓展、过渡金属及单体的适用性都得到了很大发展 .本文简要综述了我们研究组在反向原子转移自由基聚合方面的研究进展     

原子转移自由基细乳液聚合*

本文从正向、反向、同时正向/反向、电子转移活化剂等不同原子转移自由基聚合（ATRP）细乳液引发体系的角度,综述了近年来国内外关于ATRP细乳液聚合的研究进展。在细乳液体系中进行正向ATRP,聚合可控性不理想,反向ATRP相对适合于细乳液体系,其缺点是表面活性剂用量较大。同时正向/反向引发体系的ATRP中催化剂用量大为减少,并且聚合具有良好的可控性;电子转移活化剂（AGET）ATRP是通过电子转移反应来还原过渡金属的氧化态,克服了同时正向/反向ATRP中需要引入自由基引发剂的缺点。     

自由基聚合近20年的发展

自由基聚合是在上世纪50年代发展起来的,已成为工业生产高分子产品的重要技术。自由基聚合由通用自由基聚合而发展为今天的活性/控制自由基聚合,是近20多年的事情。通用自由基合的研究主要是高活性引发剂、氧化还原体系及多功能引发体系,ESR和激光技术在动力学和自由基精细结构测定的应用等。而活性自由基聚合由最初的引发转移终止剂活性自由基聚合(iniferter),演变为氮氧自由基调控聚合(NMP)或稳定自由基聚合(SFRP),原子转移自由基聚合(ATRP),茂钛金属/环氧化物自由基开环引发聚合,可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合,碘转移自由基聚合和有机碲、有机锑调控聚合等活性/控制自由基聚合。本文就以上各方面的研究进展进行简要的综述。     

由平面合成聚合物刷--表面引发原子转移自由基聚合研究进展

原子转移自由基聚合反应(ATRP)是实现活性聚合,获得可控聚合物的一种有效途径。通过表面引发原子转移自由基聚合,在材料表面合成聚合物刷,是改变材料表面特征的有效方法。本文综述了表面引发原子转移自由基聚合合成聚合物刷及其最新进展。     

Atom Transfer Radical Polymerization of N,N‐Dimethylacrylamide

Summary: The living polymerization of N,N‐dimethylacrylamide was achieved by atom transfer radical polymerization catalyzed by copper chloride complexed with a new ligand, N,N′‐bis(pyridin‐2‐ylmethyl 3‐hexoxo‐3‐oxopropyl)ethane‐1,2‐diamine (BPED). With methyl 2‐chloropropionate as the initiator, the polymerization reached high conversions (> 90%) at 80 °C and 100 °C, producing polymers with very close to theoretical values and low polydispersity. The ligand, temperature, and copper halide strongly affected the activity and control of the polymerization.

PDMA molecular weight and polydispersity dependence on the DMA conversion in the DMA bulk polymerizations at different temperatures: DMA/CuCl/MCP/BPED = 100/1/1/1, 100 °C (♦, ⋄); 80 °C (▴, ▵); 60 °C (▪, □); and DMA/CuCl/MCP/BPED = 100/1/1/2, 80 °C (•, ○).     

丙烯腈可控/"活性"自由基聚合研究进展

可控/"活性"自由基聚合能有效控制聚合物的分子量及其分布,并且能调控其微观拓扑结构。聚丙烯腈及其共聚物具有良好的成纤成膜性能,是一类应用十分广泛的聚合物。本文综述了可控/"活性"自由基聚合法合成聚丙烯腈及其共聚物的研究现状与进展,从氮氧自由基法(NMP)、引发转移终止剂法(iniferter)、原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合等方面对丙烯腈均聚物和共聚物的合成研究作了全面的总结,提出了存在的问题,并且对今后的研究方向作了展望。     

α,α-二溴甲苯引发的苯乙烯原子转移自由基聚合研究

自从Ｍａｔｙｊａｓｚｅｗｓｋｉ等[1,2 ] 发现原子转移自由基聚合 (ＡＴＲＰ)以来 ,寻求新的双多官能引发剂是该领域的重要研究方向之一[3～ 7] .2 0 0 0年 ,我们[8]曾报道了α ,α 二溴乙酸乙酯可作为丙烯酸酯ＡＴＲＰ的双官能引发剂 ,并基于其两端增长的活性聚合性质合成了ＰＳ ｂ ＰＢＡ ｂ ＰＳ和ＰＭＭＡ ｂ ＰＢＡ ｂ ＰＭＭＡ两种三嵌段共聚物 .与此同时 ,Ｈｏｃｋｅｒ等[9] 通过比较氯化苄与α ,α 二氯甲苯引发的苯乙烯ＡＴＲＰ的聚合速度 ,认为α ,α 二氯甲苯是苯乙烯ＡＴＲＰ的双官能引发剂 .当我们参照上述结果 ,用α ,α 二…     

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。     

Studying the Fundamentals of Radical Polymerization Using ESR in Combination with Controlled Radical Polymerization Methods

Electron spin resonance (ESR) spectroscopy can contribute to understanding both the kinetics and mechanism of radical polymerizations. A series of oligo/poly(meth)acrylates were prepared by atom transfer radical polymerization (ATRP) and purified to provide well defined radical precursors. Model radicals, with given chain lengths, were generated by reaction of the terminal halogens with an organotin compound and the radicals were observed by ESR spectroscopy. This combination of ESR with ATRPs ability to prepare well defined radical precursors provided significant new information on the properties of radicals in radical polymerizations. ESR spectra of the model radicals generated from tert-butyl methacrylate precursors, with various chain lengths, showed clear chain length dependent changes and a possibility of differentiating between the chain lengths of observed propagating radicals by ESR. The ESR spectrum of each dimeric, trimeric, tetrameric, and pentameric tert-butyl acrylate model radicals, observed at various temperatures, provided clear experimental evidence of a 1,5-hydrogen shift.     

Location of the Catalytic Site in Supported Atom Transfer Radical Polymerization

Summary: A supported and highly recyclable catalyst complex, CuBr/HMTETA physically adsorbed to silica gel, was used for the ATRP of MMA to elucidate the nature of the catalytic site. In some polymerizations, the reaction solutions were filtered and compared with their unfiltered references for catalytic activity. The filtered systems had high catalyst activity indicating the presence of active catalyst sites in solution. These sites are the primary catalytic contributors.

Conversion versus time and first‐order kinetic plot for the control and filtered polymerizations.