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.     

利用酶促开环聚合和原子转移自由基聚合方法合成AB型嵌段共聚物

我们用端基官能化方法实现两种聚合反应的结合, 成功地制备了AB型双嵌段共聚物PCL-b-PSt和BAB型三嵌段共聚物PSt-b-PCL-b-PSt. 本文利用上述方法, 将酶促开环聚合和原子转移自由基聚合有机地结合起来, 合成了AB型嵌段共聚物-聚己内酯/聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PCL-b-PGMA. 此嵌段共聚物具有良好的生物相容性, 在现代生物领域具有广泛的应用前景.     

丙烯酸全氟烷基乙基酯嵌段共聚物的组成结构表征

含氟聚合物具有独特的性质 ,使其成为高分子材料领域中的特殊功能材料 .这类聚合物具有高表面活性、高热稳定性、高化学稳定性 ,及既憎水又憎油的“三高”、“两憎”特性[1] ,可用作织物拒水拒油整理剂、防污涂料、流平剂等 .然而含氟单体价格高昂 ,人们希望在满足性能要求的同时 ,尽量减少氟单体的用量 .利用分子设计方法 ,制备结构规整的嵌段共聚物无疑是一种有效的方法 .目前 ,文献中关于含氟嵌段共聚物的制备的方法有负离子聚合法[2 ] 、基团转移聚合法 (GTP) [3 ] 、正离子聚合法[4] 、引发 转移 终止法 (Iniferter) [5] ,以及近年…     

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.     

原子转移自由基聚合合成耐热性共聚物

自 1 995年第一篇有关过渡金属催化的原子转移自由基聚合 (ＡＴＲＰ)论文发表以来 ,国内外许多研究者都纷纷开展这方面的工作 ,人们已用该法合成了各类指定结构的聚合物[1～ 6] ,选用合适的引发剂比较容易合成出具有良好加工流动性的星型和超支化聚合物[2 ,3,6] .Ｎ 取代马来酰亚胺由于其环状结构而被广泛用于自由基共聚合制备耐热性聚合物[7～ 9] ,但Ｎ 取代马来酰亚胺的引入将降低聚合物的加工流动性 ,若能实现含Ｎ 取代马来酰亚胺单体结构的可控ＡＴＲＰ共聚合 ,利用多官能团引发剂如四溴甲基苯合成出星型耐热性共聚物 ,将可望同时改善聚…     

甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯的原子转移自由基嵌段共聚

活性聚合以其无链转移、无链终止和引发速度远大于增长速率的特点,应用于合成单分散聚合物、预定序列结构的嵌段共聚物等．常用的活性聚合方法如阴离子聚合、阳离子聚合及基团转移聚合对反应条件要求苛刻,不能用于丙烯酸酯类极性单体和苯乙烯类非极性单体的嵌段共聚．与...     

三嵌段共聚物PS-PHB-PS的原子转移自由基聚合

为了克服聚β-羟基丁酸酯(PHB)的弱点, 得到性能良好的新材料, 本文利用原子转移自由基聚合方法, 以Br-PHB-Br为大分子引发剂, 苯乙烯为单体, 在CuBr/N,N,N′,N″,N″-五甲基–二乙基三胺(PMDETA)催化体系作用下合成了一种新的三嵌段共聚物聚苯乙烯-聚β-羟基丁酸酯-聚苯乙烯(PS-PHB-PS). 共聚物的链结构利用¹H NMR和¹³C NMR进行了表征, 分子量特性和链段组成利用凝胶渗透色谱(SEC)方法进行了测定. 聚合物的分子量随单体转化率的增加而线性增加, 分子量分布指数相对较窄. 这些特征都满足原子转移自由基活性聚合的理想要求. 所得到的共聚物PS-PHB-PS具有较好的生物相容性, 与PHB相比具有良好的耐热性.     

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。     

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.     

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     

一种含乙氧羰基偶氮苯液晶三嵌段共聚物的合成与表征

利用原子转移自由基聚合(ATRP),合成了一种含有乙氧羰基偶氮苯的液晶三嵌段共聚物,并合成了一种同样偶氮生色团的均聚物进行对比.均聚物(PC6ET)由偶氮单体甲基丙烯酸{6-[4-(4-乙氧羰基苯基偶氮)苯氧基]己酯}(C6ET)的ATRP反应制备.嵌段共聚物的合成,先通过聚环氧乙烷(PEO)和过量的2-溴异丁酰溴、三乙胺反应,得到双端大分子引发剂(Br-PEO-Br);再进一步通过C6ET的ATRP反应,得到了三嵌段共聚物(PC6ET-PEO-PC6ET).热分析、偏光显微镜观察和X射线衍射实验证实,合成的均聚物和嵌段共聚物均为近晶型液晶聚合物.三嵌段共聚物的液晶清亮点比均聚物的稍低.     

一种光学活性三嵌段共聚物的ATRP合成及表征

以溴代聚砜为大分子引发剂,三(2-二甲氨基乙基)胺(Me6TREN)/CuBr为催化体系,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了结构预定且分子量分布窄的光学活性三嵌段共聚物,聚(N-甲基丙烯酰-L-亮氨酸甲酯)-嵌-聚砜-嵌-聚(N-甲基丙烯酰-L-亮氨酸甲酯)(PMALM-b-PSF-b-PMALM).通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、端羟基滴定等方法,研究了所合成的三嵌段共聚物的结构.利用差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(TGA)以及圆二色谱(CD)研究了嵌段共聚物的热性能和旋光性能.根据TGA计算出的PMALM链段与PSF链段的重复单元数之比,与1H-NMR计算的结果能较好的吻合.共聚物在聚合过程中旋光度发生了反转,且比单体的旋光度的绝对值显著增加,这可能是由于聚合过程中分子主链感应出了手性的二级结构诱导出手性放大效应引起的.在CH3OH/CCl4混合溶剂中,共聚物比旋光度的绝对值随溶剂极性增大呈线性减小趋势,这一结果与CD一起证实了PMALM链段的无规卷曲结构.     

分子量规整聚p-乙烯基苯甲酸及苯乙烯p-乙烯基苯甲酸两嵌段共聚物的合成

当两嵌段共聚物为由性质不同的规制 (Ｗｅｌｌ ｄｅｆｉｎｅｄ)分子量两链段所构成时 ,在只对其中一链段为良溶剂的选择性溶剂中 ,它能够自组装形成尺寸均一的胶束 .胶束的形态与共聚物的组成、浓度、溶剂的性质等关系密切[1] .因此 ,两嵌段共聚物的合成颇被关注[2 ] .这一性质使得嵌段共聚物在分子识别、药物和其他物质的输送、基因疗法、水系涂料、污染物的除去、催化剂以及传感器等方面展示着潜在的应用前景 .规制分子量的两嵌段共聚合物的合成主要通过阴离子、阳离子、开环易位、基团转移等活性或可控聚合来实现 .但是这些方法受到单体…     

一种以聚酰亚胺为主链的分子刷合成及表征

以自制的侧基含溴的聚酰亚胺为大分子引发剂,2,2'-联吡啶/氯化亚铜为催化体系,通过原子转移自由基聚合(ATRP)反应,引发甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)和甲基丙烯酸2-(三甲基硅氧基)乙酯(HEMA-tms)共聚,制备了以聚酰亚胺为主链的分子刷,聚酰亚胺-接枝-聚(甲基丙烯酸三氟乙酯-共-甲基丙烯酸2-(三甲基硅氧基)乙酯),(PI-g-P(TFEMA-co-HEMA-tms)).对其中甲基丙烯酸2-(三甲基硅氧基)乙酯进行水解得到侧链含羟基的聚酰亚胺分子刷(PI-g-P(TFEMA-co-HEMA)),最后通过羟基与氯磷酸二乙酯反应,得到含亚磷酸酯基团的聚酰亚胺分子刷(PI-g-P(TFEMA-co-HEMA-P)).利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、红外等方法,表征了所合成分子刷的结构.利用示差扫描量热法(DSC)、热失重分析(TGA)研究了聚合物分子刷的热性能.根据TGA计算出的分子刷组成与1H-NMR计算结果能较好的吻合.     

含偶氮苯两亲性ABA三嵌段共聚物合成与自组装研究

利用原子转移自由基聚合(ATRP)制备了中间链段含对氰基偶氮苯尾挂液晶基元的PMAA-b-PMAZOCN-b-PMAA两亲性三嵌段共聚物.首先合成了含有偶氮苯液晶基元的甲基丙烯酸酯单体;再使用小分子双端引发剂,以对壬基联二吡啶、溴化亚铜为催化剂,通过ATRP反应制备了含偶氮苯液晶侧基的双端大分子引发剂.进一步以氯化亚铜为催化剂,用该大分子引发剂引发甲基丙烯酸叔丁酯聚合,制备了结构规则的PtBMA-b-PMAZOCN-PtBMA三嵌段共聚物.通过在三氟乙酸作用下的选择性水解,将PtBMA段中的甲基丙烯酸叔丁酯单体单元转化为甲基丙烯酸,得到了两端亲水,中间疏水的两亲性ABA三嵌段共聚物.用1H-NMR、GPC、PLM、DSC等对产物进行了表征.并利用溶剂诱导微相分离的方法,研究了该共聚物在THF/水混合溶剂中的自组装行为.TEM结果显示,在采用的亲疏水链段比例的条件下,得到了囊泡结构.囊泡结构的平均直径在300~500 nm.在固态下经过紫外光照射,囊泡结构转变为实心胶体球.     

两亲性ABA三嵌段共聚物的合成及其自组装行为研究

用Grubbs第二代催化剂引发降冰片烯类单体(NBEDE)和链转移剂在离子液体[bmim][BF4]中的开环易位聚合(ROMP)反应,反应体系保持均相,无聚合物析出,得到两端为叔溴的遥爪型官能化聚合物(Br-PNBEDE-Br).以Br-PNBEDE-Br作为大分子引发剂,在离子液体介质中引发甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(DMAEMA)的原子转移自由基聚合(ATRP),制得分子量分布较窄的两亲性三嵌段共聚物(PDMAEMA-PNBEDE-PDMAEMA).利用动态激光光散射(DLS),原子力显微镜(AFM),透射电镜(TEM)等技术,考察嵌段共聚物在选择性溶剂/共溶剂(H2O/THF)中的胶束行为,以及溶液pH值对胶束的影响.结果表明,TEM观察到胶束为球形,由于TEM和AFM是在干态下测得胶束的粒径,而DLS是在溶液中测定胶束的流体力学直径,所以TEM和AFM得到的胶束粒径小于DLS的结果.不同pH值对胶束尺寸大小有明显的影响,胶束微粒随着pH值的增大而增大.     

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     

甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯的原子转移自由基共聚

研究了甲基丙烯酸丁酯（ＢＭＡ）和苯乙烯（Ｓ）这两种不同极性单体的原子转移自由基嵌段共聚和无规共聚,得到了实测分子量与理论分子量相近,分子量分布较窄的嵌段共聚物和无规共聚物．聚合过程中分子量和单体转化率成比例增加,多分散性指数变化不大．用１Ｈ ＮＭＲ法测定共聚组成,Ｋｅｌｅｎ Ｔｕｄｏｓ法计算竞聚率．得到ｒＳｔ＝０９１,ｒＢＭＡ＝０３２．