抗盐性AA-AMPS共聚分散剂的合成

以丙烯酸(AA)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为共聚单体,过硫酸铵为引发剂,异丙醇为链转移剂,采用水溶液聚合法,合成了AA-AMPS共聚物.研究了引发剂用量、链转移剂用量及聚合反应温度等因素对聚合产物黏均分子质量的影响.实验结果表明,在n(AA)∶n(AMPS)=96∶4,引发剂质量分数(基于两种单体)为2%～5%,链转移剂质量比(基于两种单体)为0.30～0.95,单体质量分数(基于反应体系)为40%,反应温度在85～100℃,反应时间3 h的条件下,合成出了黏均分子质量在3900～10 000范围内的AA-AMPS共聚物.最后对产物进行了红外光谱分析.     

高相对分子质量丙烯酸酯共聚物的制备及表征

以丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯腈为主要单体,甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯为功能单体,采用悬浮聚合法制备高相对分子质量和高转化率的丙烯酸酯共聚物.考察引发剂种类和用量、聚合反应温度、分散剂类型和质量浓度、介质pH值等因素对聚合反应转化率和聚合物重均分子质量的影响,并用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和热重分析仪(TGA)对产物进行表征.结果表明:选择质量分数为0.66%的偶氮二异丁腈作为引发剂,质量分数为1.5%的自制无机-有机高分子(PVA混合物)作为分散剂,pH 值为7.5,65 ℃下聚合反应6 h,制得的共聚物重均分子质量可达6.86×10⁶,涂层抗渗水水柱高度超过2 000 mm,热分解温度为320 ℃,单体转化率为98.11%,聚合反应稳定,产品性状好.     

端修饰聚合物分散剂的合成及在无机颜料上的吸附性能研究

合成了端修饰的聚合物分散剂,并研究了其在钛白、铁红颜料上的吸附性能．其中分散剂的合成分为3步,首先以巯基乙酸为链转移剂通过自由基链转移聚合反应合成了端羧基聚丙烯酸正丁酯,当链转移剂与单体的摩尔比大于2％时,可以得到高端基官能团化的聚合物．利用甲苯二异氰酸酯作为扩链剂在聚合物的链端偶联上多乙烯多胺作为吸附端．并探讨了分子量、溶剂等因素对分散剂在钛白颜料上吸附量的影响,并与在铁红颜料上的吸附作了对比,在铁红颜料上化学吸附的成分更多。达到95％,而在钛白颜料上化学吸附成分较低．     

低分子量聚丙烯酸铵分散剂的合成研究

以丙烯酸为单体,过硫酸铵为引发剂,异丙醇为链转移剂和移热剂,合成了低分子量聚丙烯酸铵.研究了引发剂用量、链转移剂用量及聚合反应温度等因素对聚合产物分子量的影响.     

Monte Carlo模拟研究自由基调聚反应动力学过程

通过在粗粒化模型中引入聚合反应机制,探讨自由基聚合反应动力学的Monte Carlo模拟方法,研究自由基调聚反应的动力学过程.通过改变链转移剂的浓度、活性和加入时间,系统考察各反应条件对聚合反应动力学和聚合产物组成的影响.模拟研究发现,链转移剂的浓度和活性对聚合反应速率影响较弱;链转移剂的浓度和加入时间对单官能度聚合产物的影响较明显;双官能度聚合产物受链转移剂浓度和活性影响较强.模拟研究有助于设计聚合反应体系和分析聚合产物组成,具有重要的理论和应用价值.     

降凝剂聚丙烯酸十六酯合成的实验研究

探讨了用溶液法合成聚丙烯酸十六酯过程中引发剂、单体、温度及溶剂对聚合反应的影响.实验结果表明,在聚合反应初期,聚合反应速率与引发剂的浓度呈半级反应,与单体浓度呈一级反应;聚合反应常数的指前因子Aa=112.3,活化能Ea=30.12KJ/mol,温度升高,聚合速率常数增大,于是聚合反应速率增大;溶剂种类对聚合反应速率没有明显的影响;4种溶剂在聚合反应过程中的链转移常数从大到小的次序为:四氯化碳、三氯化碳、苯、甲苯,聚合物的平均相对分子质量主要受溶剂的链转移作用控制.由于聚合物分子在不同溶剂所产生的不同黏度效应,对聚合物分子量产生一定的影响.     

新型环保螯合分散剂的研制

以水做溶剂，采用自制催化剂合成马来酸酐（MA）-丙烯酸（AA）二元共聚物．研究了单体配比、引发剂用量、聚合反应温度和聚合反应时间对共聚物性能的影响．实验结果表明，该共聚物具有较强的螯合Fe^3＋，Ca^2＋的能力，而且易于生物降解，是一种新型的环保型螯合分散剂．     

苯乙烯的RAFT聚合及嵌段共聚物的合成

采用三硫代碳酸双(α,α′-二甲基-α″乙酸)酯作为可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合的链转移剂,制备了一系列具有不同相对分子质量,且相对分子质量分布较窄的聚苯乙烯均聚物.以得到的末端冠有链转移剂活性基团的聚苯乙烯作为大分子链转移剂,与丙烯酸乙酯(EA),丙烯酸丁酯(BA),甲基丙烯酸乙酯(EMA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)4种单体分别进行嵌段聚合反应;通过一步投料,合成了聚苯乙烯-聚(甲基)丙烯酸酯类的两亲性三嵌段共聚物.使用凝胶渗透色谱(GPC)、1 H-NMR对共聚物进行表征.     

MSA/BuA的共聚反应及其共聚物性能研究

以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,合成了一系列马来酸酐/丙烯酸正丁酯共聚物.分析研究其共聚反应历程,探讨了反应时间、单体配比等因素对聚合反应的影响.进一步对共聚产物进行元素分析,并测定了相应共聚物的玻璃化转变温度.结果表明:该聚合反应主要是交替共聚反应.共聚物中的BuA含量随着BuA单体配比的增加而增加;共聚物的玻璃化转变温度随BuA在共聚物中摩尔分数的增加呈下降趋势.     

丙烯酸十八酯的溶液聚合

用溶液法合成聚丙烯酸十八酯 ,主要探讨了引发剂、单体、温度及溶剂对聚合反应的影响 .由实验得到以下主要结论 :在聚合反应初期 ,聚合反应速率与引发剂的浓度呈半级反应 ,与单体呈一级反应 ;聚合反应常数的指前因子 Aa=1 2 3.4,活化能 Ea=2 9.72 k J/mol;溶剂种类对聚合反应速率没有明显的影响 ;4种溶剂在聚合反应过程中的链转移常数的次序 :Cs( CCl4) >Cs( CHCl3 ) >Cs( ( CHCl2 ) 2 ) >Cs(甲苯 ) ;聚合物的平均相对分子质量主要是受溶剂的链转移作用控制的 .由于聚合物分子在不同溶剂所产生的不同黏度效应 ,对聚合物平均相对分子质量产生一定的影响 .     

Exploring the topological effect of linear and cyclic macroCTAs during polymerization-induced self-assembly (PISA)

Polymerization-induced self-assembly (PISA) is a robust strategy for the syntheses of block copolymer nano-objects with various morphologies. Although PISA has been extensively studied, the use of cyclic macromolecular chain transfer agents (macroCTAs) as the hydrophilic block has not been reported. We explored the effects of macroCTA topology on the polymerization kinetics and morphologies of block copolymer assemblies during reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) dispersion polymerization. To this end, linear and cyclic poly (ethylene oxide) (PEO) with 4-(4-cyanopentanoic acid) dithiobenzoate (CPADB) groups were synthesized and used as CTAs to mediate the RAFT polymerization of benzyl methacrylate (BzMA) and 2,3,4,5,6-pentafluorostyrene (PFSt) under PISA formulation. Interestingly, the nucleation period of the linear PEO is slightly shorter than that of its cyclic analog, and the cyclic hydrophilic segment leads to a delayed morphological transition during PISA.     

等离子体引发的RAFT接枝聚合对聚丙烯多孔膜的表面改性

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)可控/活性自由基聚合方法,以二硫代苯甲酸-2-腈基异丙酯(CPDB)为RAFT链转移剂并以丙烯酸(AA)为单体,在聚丙烯(PP)多孔膜表面进行了等离子体引发的RAFT接枝聚合改性.聚合动力学研究结果表明:聚合反应具有RAFT聚合动力学特征,等离子体处理可以引发RAFT自由基聚合.以傅立叶红外光谱仪(FT- IR)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞、水通量等方法,研究了改性多孔膜的表面化学与形态结构及孔结构特征.改性多孔膜表面的接枝率随单体转化率的提高呈线性增长,表面亲水性得到显著改善,同时膜孔径及水通量随接枝聚合时间的提高持续减小.其趋势符合RAFT可控/活性自由基聚合机制,实现了多孔膜膜孔径控制的目的.     

RAFT聚合制备两亲性嵌段共聚物及其应用研究

研究用两亲性嵌段共聚物和纳米二氧化硅制备超疏水表面.采用可逆加成-断裂链转移聚合法(RAFT)合成了两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸叔丁酯-b-聚(4-乙烯基吡啶),用红外光谱,核磁共振,凝胶渗透色谱对聚合物进行了表征,将嵌段共聚物接枝到纳米二氧化硅上,形成一个有机无机杂化材料,通过调节pH值来控制杂化材料在水中的聚集行为,构筑了微纳双重结构的粗糙表面.该表面为超疏水表面,对水接触角达151°,滚动角5°.扫描电镜分析表面形貌表明:具有微纳双重结构的类似荷叶表面是形成超疏水的根本原因.     

硫代羰基化合物中Z和R基团结构对苯乙烯RAFT聚合的影响

为了考察RAFT试剂中取代基对其聚合控制性能的影响,合成了具有不同Z基团和R基团结构的二硫代酯化合物,同时合成了具有不同Z基团结构的二硫代氨基甲酸酯化合物,并将这些化合物作为链转移剂,以AIBN为引发剂进行了苯乙烯70℃下的RAFT聚合,考察了Z基团和R基团对这些化合物在苯乙烯自由基聚合中的控制性能。通过测定链转移常数考察了Z基团和R基团对此类化合物在用于RAFT聚合时控制性能差异的现象。结果显示RAFT试剂中Z基团和R基团的结构对其控制性能和链转移常数有很大的影响。当在Z基团中引入共轭结构后可以明显改善其用于苯乙烯聚合的控制性能,链转移常数也有相同的趋势。RAFT试剂中在控制苯乙烯自由基聚合时异丁酸酯基是最有效的R基团,异丁腈酯基次之,而异丙苯基最差。使用二硫代氨基甲酸酯类化合物作为链转移剂进行苯乙烯的自由基聚合过程的结果显示当氮原子处于共轭结构中,可以有效地控制苯乙烯聚合。而当氮原子不处于共轭结构中不能有效的控制苯乙烯自由基聚合。     

高分子化学实验的绿色化开设——以可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合反应为例

目的探索高分子化学实验的绿色化开设途径。方法融合绿色化学理念,设计商用蓝光LED诱导的可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合的综合性高分子化学实验教学项目。结果在可见光照射下,仅有三硫代碳酸酯存在时,活性可控聚合制备出聚2-乙烯基吡啶。结论实验方法具有绿色、环境友好、反应条件温和、实验现象明显、实验操作简单易行等优点。     

两亲梳型嵌段共聚物的合成及其对PAN膜的改性

以咔唑二硫代甲酸苄基酯（BCBD）为 RAFT 试剂,苯乙烯（St）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）和丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯（A-mPEG）为共聚单体,合成了具有不同 mPEG 和 P（A-mPEG）链长的两亲梳型嵌段共聚物 P（St-co-DMAM）-b-PDMAM-b-P（A-mPEG）x,利用1H-NMR 和 GPC 对聚合物结构进行表征．将此共聚物用于聚丙烯腈（PAN）薄膜的表面吸附改性,探讨了PEG链长及含量对改性效果的影响．接触角测试表明,该聚合物可很好地吸附在膜表面,并明显提高膜的亲水性．随PEG链长及其含量的增加,嵌段共聚物的改性效果增加;在适宜条件下,经聚合物吸附改性后,PAN 膜接触角由72.2°降低至24.8°;改性 PAN 薄膜表面牛血清蛋白（BSA）吸附量最低降至0.672,μg/cm2,为未改性PAN膜的11.1%左右．     

可逆加成-断裂链转移自由基聚合试剂的选择

可逆加成-断裂链转移自由基（RAFT）聚合,是在常规自由基聚合过程中,添加一种可逆加成-断裂链转移制,达到“活性”聚合特征．根据单体自由基的活性、RAFT试剂R基团稳定性、Z基团的吸、推电子效应,选择结构合适的RAFT试剂。     

N-咔唑基RAFT试剂在RAFT聚合中的阻滞效应

采用膨胀计法研究了N-咔唑二硫代甲酸苄基酯（BCBD）、N-咔唑二硫代α-甲基苄基酯（PCBD）、N-咔唑二硫代甲酸异丙苯酯（CCBD）和N-咔唑二硫代异丁腈酯（CYCBD）4种RAFt试剂在苯乙烯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯的RAFt聚合中的阻滞效应,并考察了RAFt试剂用量、单体种类和聚合温度对阻滞效应的影响,结果表明,上述4种以咔唑为z基团的RAFt试剂在RAFt聚合中表现出明显的阻滞作用,且阻滞效应与RAFt试剂的结构密切相关,在相同情况下,阻滞效应由大到小依次为CCBD〉PCBD〉BCBD〉CYCBD,     

RAFT聚合制备星型聚合物

通过先臂法合成PBA/HDDA型星型聚合物。首先,以丙烯酸丁酯(BA)为单体,巯基乙醇苄基三硫碳酸酯(BSSE)为链,转移剂合成线形大分子链转移剂PBA。然后以双官能团的偶联剂1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)为交联剂,合成星型聚合物。交联剂HDDA与PBA的摩尔比影响星型聚合物的转化率。用GPC测定PBA和星型聚合物的分子量和分子量分布,结果表明,HDDA与PBA的摩尔比越高,星型聚合物的合成转化率越高;但星型聚合物的分子量不会有太大变化。当HDDA与PBA的比例超过一定值时,会产生凝胶。星型聚合物的分子量分布很窄(PDI<1.1)。     

pH敏感含氟三亲性嵌段共聚物的合成及自组装

以二苄基三硫代碳酸酯(DBTTC)作为链转移剂,甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)、甲基丙烯酸(MAA)和全氟辛基乙基丙烯酸酯(FOEA)为聚合单体,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)溶液聚合法制备了新型pH敏感性含氟三亲性嵌段共聚物P(EHMA-co-MAA)-b-PFOEA-b-P(EHMA-coMAA),采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)及氟元素分析(F-EA)表征了共聚物结构.探究了含氟共聚物在DMF/H2O体系中的自组装行为,通过扫描电镜观察到共聚物形成表面呈"蚕蛹"状的球形胶束,且随氟含量增大,胶束粒径明显增大;加入酸(HCl)后,共聚物胶束由球转变为"碗状"囊泡结构,且随HCl浓度增大,囊泡相互融合.