活性自由基聚合在高分子合成中的应用

对活性自由基聚合在高分子合成中的应用进展进行了综述,介绍了活性自由基聚合在聚合单体、共聚物（梯形共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物）、星形和枝化聚合物等方面的最新研究成果。     

室温原子转移自由基聚合（RT—ATRP）在合成嵌段共聚物中的应用研究进展

室温原子转移自由基聚合较普通自由基聚合有多方面的优点。综述了室温原子转移自由基聚合在合成油溶性、水溶性及两亲嵌段共聚物方面的研究和应用,对室温原子转移自由基聚合及其在合成嵌段共聚物的应用作了展望。     

以NaNO2/FeSO4·7H2O控制苯乙烯活性自由基聚合的研究

研究了NaNO2/FeSO4*7H2O存在下苯乙烯的活性自由基聚合.发现亚硝酸钠与硫酸亚铁反应生成的NO能够与AIBN裂解的自由基,生成氧氮自由基,且能控制苯乙烯的自由基聚合.当AIBN/NaNO2/FeSO4*7H2O的摩尔比为1/2.5/2.5时,得到分子量分布较窄,分子量在5万以下可控的聚合物,实测分子量与理论分子量相近.聚合过程中转化率随反应时间增长而增高,分子量随转化率增高而增大,具有典型活性自由基聚合的特征.经纯化后的聚苯乙烯可作为大分子引发剂,引发新加入单体的聚合,证明是活的高分子.     

ABA型光敏性双亲嵌段共聚物的合成与表征

以单分散的聚乙二醇和2-溴异丁酰溴为原料，通过酰溴化反应制备了一系列大分子引发剂，继而利用原子转移自由基聚合技术合成出了结构明确的ABA型光敏性双亲嵌段共聚物，并用红外光谱仪、紫外可见分光光度计、核磁共振仪和凝胶渗透色谱仪等对产品的结构进行了表征，由于能吸收紫外光的肉桂酰基在聚合后得以保留，该聚合物具有一定的光敏性．最后，对聚合反应的规律进行了探讨，研究结果表明，该聚合过程具有原子转移自由基聚合的特征。     

聚丙烯酸乙酯-g-聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物的合成

丙烯酸乙酯与2-溴丙烯酸乙酯乳液共聚合制备了聚(丙烯酸乙酯-co-2-溴丙烯酸乙酯)无规共聚物，用该共聚物作为原子转移自由基聚合的大分子引发剂，进行了甲基丙烯酸甲酯的接枝聚合，制备了聚丙烯酸乙酯-g-聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物。接枝共聚物的分子量随单体转化率的上升而线性增加。     

两亲性聚乳酸嵌段共聚物的制备及性能研究

以端羟基聚乳酸和α-溴代丙酰溴为原料，制备了溴端基的聚乳酸；再以其为大分子引发剂，以溴化亚铜/2,2’-联吡啶为催化体系进行N-乙烯基吡咯烷酮的原子转移自由基聚合，制得了两亲性聚乳酸嵌段共聚物。用IR、GPC对聚合物进行了表征，用接触角测定仪测定了聚合物薄膜的水接触角，并考察了不同反应时间对共聚物的特性粘度和吸水率的影响。结果表明，该聚乳酸共聚物的亲水性较聚乳酸均聚物明显增大，TEM证实共聚物在水相中可形成一壳多核球状胶束，进一步佐证了该共聚物具有明显的两亲性。     

活性自由基聚合的研究进展

活性自由基聚合是近来新发展的一种合成聚合物的方法。本文对活性自由基聚合物动力学行为在制备特定结构高分子方面的应用作了概括性的介绍，并展望且了它的发展趋势。     

以零价铜为催化剂的“活性”可控自由基聚合反应

研究了零价铜为催化剂,以ＣＣｌ４为引发剂,在２,２’－邻二吡啶（ｂｐｙ）或１,１０－邻二氮菲（ｐｈｅｎ）存在下的苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯的“活性”／可控自由基聚合反应。研究结果表明：聚合过程中ｌｎ（［Ｍ］ｏ／［Ｍ］）与反应时间成线性增长关系,同时生成的聚合物的数均分子量与单体转化率也成线性增长关系,聚合过程呈现“活性”特征。     

含Bixan残基的大分子引发剂引发自由基聚合制备嵌段共聚物

以9,9'-bixanthydrol (Bixan)为引发剂,在四氢呋喃溶液中于80℃下引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合,制得了末端带有引发剂残片的聚合物PMMA-XTOH。¹H-NMR分析证实了聚合物链中含有引发剂残片,紫外光谱分析说明聚合物链两端均含有引发剂残片,聚合过程中单体转化率随反应时间的延长而增加,聚合物PMMA-XTOH分子量也随之增加,分子量分布为1.5～2。进一步以PMMA-XTOH为大分子引发剂引发苯乙烯本体聚合,制得了PMMA-b-PS嵌段共聚物,随反应时间延长,共聚物的分子量迅速增长,分子量分布明显下降。     

二甲基二烯丙基氯化铵的反相乳液共聚合

用反相乳液聚合的方法合成的水溶性阳离子型聚合物—二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)的共聚物。该聚合体系以煤油为分散介质,以Span-80和OP-10为乳化剂,以过硫酸钠和亚硫酸钠为引发剂。在油相/水相(V/V)为30/70、水相单体浓度为60%、DMDAAC∶AM为1∶1、乳化剂用量为6%、引发剂用量为0.2%、聚合温度为30℃的条件下聚合12小时,聚合物的特性粘数达2.56 dl/g。该反相乳液聚合用水溶性引发剂,其聚合机理与典型乳液聚合不完全相似,在乳化剂用量较少时,聚合物的分子量随乳化剂用量增加而增大,当乳化剂用量增加到一定程度后,聚合物的分子量随乳化剂用量无明显变化。     

Synthesis of styrene and tetrahydrofuran block copolymers by in situ transformation

In order to transfer the halogen terminus of polymers for block copolymer synthesis, the in situ transformation of living free radical polymerization of styrene into living cationic ring-opening polymerization of tetrahydrofuran was successfully performed. Three different initiator/catalyst systems of styrene were employed, i.e. (a) PhCH2Cl/ Bpy/CuCl, (b) 1-PEBr/Bpy/CuCl and (c) CCL/BDE/CuCl system. With these monofunctional initiator or difunction-al initiator, both AB and ABA type block copolymers of styrene and tetrahydrofuran were obtained using a silver salt with strong acid (AgC104) as the transformation agent in the transformation of polymerization type. Characterization of these copolymers by nuclear magnetic resonance hydrogen spectra ('H-NMR) , gel permeation chromatography (GPC) and differential scanning calorimetry (DSC) indicated this method is simple and feasible.     

Synthesis of styrene and tetrahydrofuran block copolymers by in situ transformation

In order to transfer the halogen terminus of polymers for block copolymer synthesis, the in situ trans-formation of living free radical polymerization of styrene into living cationic ring-opening polymerization of tetrahydrofuran was successfully performed. Three different initiator/catalyst systems of styrene were employed, I.e. (a) PhCH2C1/Bpy/CuC1, (b) 1-PEBr/Bpy/CuC1 and (c) CCl4/BDE/CuC1 system. With these monofunctional initiator or difunction-al initiator, both AB and ABA type block copolymers of styrene and tetrahydrofuran were obtained using a silver salt with strong acid (AgC1O4) as the transformation agent in the transformation of polymerization type. Characterization of these copolymers by nuclear magnetic resonance hydrogen spectra (1H-NMR), gel permeation chromatography (GPC) and dif-ferential scanning calorimetry (DSC) indicated this method is simple and feasible.     

丙烯酸-丙烯酸酯共聚物的水溶性

利用自由基型溶液聚合的方法,合成了二元、三元和四元系列丙烯酸酯共聚物,对它们的水溶性进行了研究,探讨了分子量、亲水性基团含量及反应条件对共聚物水溶性的影响.     

苯乙烯与马来酸酐在碘仿存在下的共聚合反应研究

以碘仿为链转移剂,AIBN为引发剂,进行苯乙烯和马来酸酐的共聚合研究。首先研究了苯乙烯与马来酸酐投料比(物质的量比)为1∶1的聚合体系,发现体系具有活性自由基聚合特征。然后通过"分步法"和"一锅法"研究了投料比为5∶1的聚合体系,发现体系也具有活性聚合特征,聚合得到了具有苯乙烯链段和苯乙烯与马来酸酐交替共聚链段的嵌段共聚物[PS-b-Poly(St-co-MA)],产物结构通过凝胶渗透色谱(GPC)和1H-NMR进行了研究。     

原子转移自由基聚合制备嵌段共聚物的研究进展

对原子转移自由基聚合(ATRP)法嵌段共聚物的合成进行了全面的综述。ATRP法嵌段共聚物的合成可分为三种方法:将ATRP得到的聚合物分离后作为大分子引发剂,引发第二单体的ATRP;端官能团聚合物末端化学改性后引入ATRP引发剂官能团,而后作为大分子引发剂引发第二单体的ATRP;其它活性聚合方法得到的活性聚合物链用带有官能团的化合物封端后作为大分子引发剂引发第二单体的ATRP。     

新型X光显影三元共聚物的合成与表征

以2-碘苯甲酸和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料,通过酯化反应制得2-(2'-碘苯甲酰)-氧-甲基丙烯酸乙酯(2-IEMA),并用乳糖内酯与2-氨乙基甲基丙烯酸甲酯盐酸盐反应得到2-乳糖氨乙基甲基丙烯酸甲酯(LAMA),采用自由基溶液聚合的方法将这两种单体与甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚,合成一系列不同组成的X光显影的三元共聚物P(2-IEMA-LAMA-MMA)(MLIx).利用1H NMR计算该共聚物中三种不同结构单元的摩尔分数比,结果表明其与投料比基本吻合.GPC测得该共聚物的相对分子质量分布均小于1.6.X光显影性测试表明,共聚物具有很好的显影性.     

12-磷钼酸对苯乙烯自由基阻聚反应动力学影响的研究

用膨胀计法研究了12-磷钼酸的自由基阻聚反应动力学，实验证明，在苯乙烯自由基聚合过程中12-磷钼酸确实抑制了聚合反应速率，动力学数据表明，苯忆烯自由基聚合反应速率的改变值与12-磷钼酸浓度的0.16次幂成正比。     

自由基聚合法星形聚苯乙烯的合成

首先以溴异丁酸-β-羟乙酯为引发剂，在溴化亚铜（CuBr）/2,2′联吡啶的催化下采用原子转移自由基聚合法制备了窄分布端羟基线性聚苯乙烯，然后以4-（二甲氨基）吡啶为催化剂将其与均苯四酸二酐反应。采用GPC、GPC-LS联机、核磁氢图三种测试方法确定得到了结构清晰的四臂星形聚苯乙烯。以巯基乙醇为链转移剂，采用常规自由基聚合法制备了端羟基聚苯乙烯，将其与均苯四酸二酐反应，也得到了星形聚苯乙烯。     

苯乙烯稳定自由基聚合过程中热引发作用的研究

合成了一种新型的引发剂二-4-溴甲基过氧化苯甲酰[(BrCH₂)₂BPO]，以（BrCH₂）₂BPO为引发剂，在4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧（T）存在下进行苯乙烯的本体聚合，再以所得聚苯乙烯为大分子引发剂，在80℃下进行苯乙烯的原子转移自由基聚合反应，根据所得聚合物GPC谱图，对稳定自由基聚合中热引发作用进行了研究。研究表明双分子引发体系的苯乙烯稳定自由基聚合，反应体系T浓度越高，热引发产生的聚合物链在所得聚合物链中所占的比例也越高。     

烯丙基缩水甘油醚与丙烯酸甲酯的活性聚合

研究了在咪唑基二硫代甲酸苄酯的存在下,热引发烯丙基缩水甘油醚与丙烯酸甲酯的活性自由基聚合反应.实验结果表明,共聚合反应具有良好的活性特征.聚合物分子量随单体转化率线性增长,分子量分布窄,ln([M]0/[M])与聚合反应时间呈线性关系.聚合物结构分析证明生成了含有环氧官能团的聚丙烯酸甲酯.烯丙基缩水甘油醚在聚合物中的含量随着转化率和它在单体中比例的增加而增加.不过当单体中烯丙基缩水甘油醚的比例增大时,反应速率降低.利用聚苯乙烯大分子控制剂,合成了含有环氧官能团的两嵌段共聚物,即聚苯乙烯-聚(烯丙基缩水甘油醚/丙烯酸甲酯)(PS-b-P(MA-co-AGE)).