“活性”自由基聚合的新进展——原子转移自由基聚合

简要介绍了“活性”自由基聚合,特别是原子转移自由基聚合（ATRP)的研究进展,包括了ATRP反应的特点,聚合反应机理,应用,研究现状及前景展望。     

一种原位生成的原子转移自由基聚合的新型引发剂

通过元素溴与偶氮二异丁腈（AIBN）在二甲基甲酰胺（DMF）中反应合成了一种新型的原子转移自由基聚合（ATRP）引发剂α-溴代异丁腈（B IBN）,B IBN的DMF溶液（B IBN-DMF）可直接作为引发剂引发甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的原子转移自由基聚合.考察了B IBN-DMF分别与不同的催化体系CuB r/PMDETA,FeC l2.4H2O/MA5-DETA及FeC l2.4H2O/PPh3等相匹配时聚合的情况.动力学研究表明：以ln（[M]0/[M]）对反应时间作图,图线呈直线,证明聚合反应过程符合一级反应动力学.聚合产物分子量分布窄（Mw/Mn=1.1-1.3）.实验结果证实反应具有良好的可控性,不经分离可直接使用B IBN的DMF溶液,B IBN-DMF作为引发剂引发ATRP是一种高效而便捷的方法.     

通过原子转移自由基聚合合成含二苯基乙烯侧基的聚苯乙烯

通过原子转移自由基聚合（ATRP）制备了含1，1-二苯基乙烯（DPE）侧基的聚苯乙烯. 首先用ATRP聚合单体4-乙烯基苄氧基二苯甲酮得到含二苯甲酮侧基的聚苯乙烯，然后通过Wittig反应将二苯甲酮侧基转化为DPE侧基. 采用¹H NMR, IR和GPC对所得产物及其中间体的结构和分子量进行了表征. 结果证明所得聚合物含有DPE官能团，而且分子量可控，分子量分布窄.     

氯化苄/四水合氯化亚铁/三苯基膦引发甲基丙烯酸甲酯“活性”/可控自由基聚合

以氯化苄(C6H5CH2Cl)/四水合氯化亚铁/三苯基膦为引发体系,在90 ℃下引发甲基丙烯酸甲酯进行原子转移自由基"活性"/可控聚合反应(ATRP).只有当Fe与P的量比值为1∶2时,聚合产物数均分子质量(Mn)与转化率才呈现一定的线性关系,聚合反应机理表现为ATRP.对于其它Fe与P的量比值,产物Mn与转化率不呈线性关系,表明在聚合反应过程中存在多种活性中心;由于所使用的氯化亚铁含有结晶水,催化剂的制备方式对ATRP有较大影响.     

酶促开环聚合及原子转移自由基聚合串联法合成聚碳酸酯-聚苯乙烯二嵌段聚合物

以单苄撑缩季戍四醇为前体，合成了一端为α-溴代丙酸酯，一端为羟基的双官能引发剂。以此引发剂，先引发脂肪酶催化的甲基环碳酸酯开环聚合（ ROP）反应，再进一步在CuCl/2，2’-bpy催化下于同一反应器中串联引发苯乙烯的原子转移自由基聚合（ ATRP）。利用温度的变化，在同一反应器中进行了两种不同的反应。对不同反应条件下所得聚合产物进行了GPC，1 HNMR，13 CNMR测试。     

丙烯酰胺和甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基共聚合

以 [MeClPr]/CuBr/[Me6TREN]为催化体系 ,采用原子转移自由基法 (ATRP)对丙烯酰胺 (AAm)和甲基丙烯酸甲酯 (MMA)进行了共聚合 ;考察了聚合时间、单体和引发剂配比、聚合温度等因素对聚合的影响 ,合成了分子量分布较窄的无规共聚物。     

ATRP法合成梳形结构的HPEG/PMA和HPEG/PAA

采用原子转移自由基聚合(ATRP)法聚合甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)和丙烯酸甲酯(PMA), 生成低分子量梳形结构的低聚物HPEG/PMA. 经Fourier红外光谱
(FT-IR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)对其结构特征基团进行分析, 确认合成了目标产物. 对HPEG/PMA进行凝胶渗透色谱(GPC)测试, 结果表明, ATRP法制备的梳形HPEG/PMA分子量为7.7×10³, 分布系数为1.11, 具有优异的可控性. 梳形HPEG/PMA经V(乙醇)∶V(水)=1的NaOH溶液水解, 得到梳形结构甲基烯丙基聚氧乙烯醚和丙烯酸(HPEG/PAA)低聚物.     

含硅十六元大环线性环化聚合物的控制合成及表征

利用硅上的thorpe—ingold效应,设计并合成了非共轭的双甲基丙烯酸酯类的单体,通过原子转移自由基聚合（ATRP）方法控制合成了含十六元大环的线性环化聚合物,对所合成聚合物的结构进行了1HNMR、13CNMR和GPC的表征．     

PMMA-PLA-PMMA三嵌段共聚物的制备

以双溴端聚乳酸(Br-PLA-Br)为引发剂,通过原子转移自由基聚合法(ATRP)合成聚甲基丙烯酸甲酯-聚乳酸-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-PLA-PMMA)三嵌段共聚物。考察不同单体与引发剂比例对共聚产物相对分子质量的影响,结果表明:共聚产物相对分子质量随单体比例的增加呈线性增加及随时间延长而递增,但相对分子质量分布恒定,符合ATRP活性、可控聚合的特点。热分析结果表明:该共聚产物的热分解温度和玻璃化转变温度较之聚乳酸均有明显的提高,说明该嵌段共聚物提高了聚乳酸的热稳定性。     

CuCl/bpy催化的苯乙烯原子转移自由基悬浮聚合

以1-苯基氯乙烷(1-PEC l)为引发剂、氯化亚铜(CuC l)为催化剂、2,2′-联吡啶(bpy)为配体,采用开放体系,在外加搅拌和氮气保护下,研究了苯乙烯的悬浮法原子转移自由基聚合(ATRP),采用分散相水中加入电解质N aC l的方法抑制催化剂配合物向水相的扩散.结果表明,所得聚合物的分子量随转化率呈线性增加,分子量分布较窄(分布指数可达1.40),聚合反应对单体浓度为一级动力学关系,经计算聚合体系的活性自由基浓度为6.89×1-0 8m o l/L;而对A IBN为引发剂时该催化体系的反相ATRP悬浮聚合研究显示,聚合反应可控性很差,原因在于CuC l2的水溶性太强.     

α-氯代甲苯/四水合氯化亚铁/三苯基膦引发苯乙烯“活性”/可控自由基聚合

以α-氯代甲苯(C6H5CH2Cl)/四水合氯化亚铁(FeCl2*4H2O)/三苯基膦(PPh3)为引发体系,在120 ℃下引发苯乙烯进行原子转移自由基"活性"/可控聚合反应(ATRP).结果表明:只有当n(Fe)/n(P)=1∶3时,聚合产物数均分子质量(n)与转化率才呈现一定的线性关系,聚合反应机理表现为ATRP.对于其它n(Fe)/n(P)(如1∶2和1∶4),产物的n与转化率不呈线性关系,表明在聚合反应过程中存在多种活性中心.     

四水合氯化亚铁与五甲基二乙烯三胺络合催化下的甲基丙烯酸丁酯原子转移自由基聚合反应(英文)

以2-溴异丁酸乙酯,四水合氯化亚铁,五甲基二乙烯三胺为引发体系,在90℃下引发甲基丙烯酸丁酯进行原子转移自由基聚合反应(ATRP).结果表明,聚合速率与单体浓度呈一级关系,聚合产物数均分子质量与转化率呈现一定的线性关系.同时研究了氯化亚铁与五甲基二乙烯三胺的比例不同时的动力学过程,在几种引发剂中,2-溴异丁酸乙酯呈现较快的聚合效率.     

几种新型有机酸配体和FeCl2络合催化下的苯乙烯原子转移自由基聚合反应

以FeCl2为催化剂,选用不同有机酸作为配体,用不同引发剂(苄氯,对硝基溴化苄,四氯化碳等)催化引发了苯乙烯的原子转移自由基聚合反应(Atom Transfer RadicalPolymerization简称ATRP),获得了可控聚合产物(相对分子质量分布1.1～1.5),所得聚合物的相对分子质量随转化率的增加而增加.结果表明,FeCl2/二苯乙醇酸和FeCl2/丙二酸体系是有效的苯乙烯原子转移自由基聚合反应的催化体系.     

苯乙烯原子转移自由基聚合的研究

利用活性自由基聚合技术能够合成出具有确定组成和分子量、窄分布以及复杂结构的聚合物,原子转移自由基聚合便是其中的一种重要实施方法。开设苯乙烯原子转移自由基聚合实验,通过实验操作使学生了解活性自由基聚合的基本原理及实施方法,学会利用实验数据来判别是否活性聚合。     

聚甲基丙烯酸薄荷醇酯手性高分子的控制合成及表征

利用甲基丙烯酰氯与L-薄荷醇反应合成了甲基丙烯酸薄荷醇酯手性单体,单体通过原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP)的方法控制合成了聚甲基丙烯酸薄荷醇酯手性高分子,并对所合成聚合物的结构进行了1H NMR,13C NMR,CD和GPC的表征.结果表明,所得到...     

原子转移自由基聚合制备含氟嵌段共聚物及其性能

利用原子转移自由基聚合（ATRP）的方法,合成了设定相对分子质量和化学结构、窄分子量分布的甲基丙烯酸甲酯（MMA）和含氟单体丙烯酸全氟烷基乙茯酯（FLUWET）的两嵌段共聚物,利用氢谱、氟谱、GPC、FT－IR及氟无互分析法（F－EA）表征其结构,用接触角测量法研究嵌段共聚物的表面性质。     

三光气为SET-LRP引发剂制备聚甲基丙烯酸甲酯的研究

末端官能化聚合物具有重要的应用价值。本文以三光气为单电子转移活性自由基聚合（SET-LRP）的引发剂,甲基丙烯酸甲酯（MMA）与丙烯酸甲酯（MA）为单体,Cu粉为催化剂,三苯基膦作配体,制备了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚丙烯酸甲酯（PMA）。在优化条件下,MMA的转化率可达到64.1%。     

基于复合配体的ATRP法合成PtBA的研究

以2,2′-联吡啶(bpy)和N,N,N′,N″,N″-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)为复合配体,丙烯酸叔丁酯(tBA)为单体,EtBr-iB为引发剂,CuBr为催化剂,利用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了聚丙烯酸叔丁酯大分子引发剂(PtBA-Br)。同时,考察了在两种不同溶剂和温度下的聚合反应行为,并与bpy和PMDETA单一配体时的聚合进行了比较。利用FT-IR、1H-NMR和GPC对聚合物进行了表征。结果表明:在60℃下,以甲苯为溶剂,bpy+PMDETA为复合配体时,聚合反应动力学曲线呈很好的线性关系;聚合速率比bpy为配体时慢,而比PMDETA为配体时略快;其表观聚合速率常数k′p为2.1×10-5s-1,分子量分布小于1.3;溶剂为甲苯时聚合速率比THF为溶剂时快;温度60℃时分子量分布比90℃时窄。     

一种星形水溶性聚合物的合成

以羟基功能化的聚酯为引发剂,引发对二氧环己酮的开环聚合制备以聚酯为核、聚对二氧环己酮为臂的星形聚合物.星形聚合物经溴化后,引发聚乙二醇甲基丙烯酸酯的原子转移自由基聚合(ATRP)合成以聚对二氧环己酮-b-聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯为臂的星形聚合物,并经红外测试表明聚合物已成功合成.这种星形聚合物含有聚对二氧环己酮和聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯,是一种水溶性聚合物.     

聚甲基丙烯酸薄荷醇酯手性高分子的控制合成及表征

利用甲基丙烯酰氯与L-薄荷醇反应合成了甲基丙烯酸薄荷醇酯手性单体,单体通过原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization,ATRP)的方法控制合成了聚甲基丙烯酸薄荷醇酯手性高分子,并对所合成聚合物的结构进行了1H NMR,13C NMR,CD和GPC的表征.结果表明,所得到的聚合物是具有窄分子量分布和光学活性的高分子.