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。     

苯乙烯的原子转移自由基溶液聚合研究

用氯化苄为引发剂，氯化亚铜为催化剂，２，２’－联吡喧为配体，采用开放体系，外加搅拌，氮气保护下，进行了苯乙烯原子转移自由基溶液聚合，研究了不同深剂，不同温度，不同催化剂和配体比例对聚合的影响。测定了转化率，分量和分子量分布，并对反应进行了动力学研究，计算了聚合体系的活性自由基浓度。结果证明，在开放体系下也能较好地实施原子转移自由基聚合，得到窄分布的聚合物。同时还进行了苯乙烯在同样溶剂和温度下的热聚     

苯乙烯、丙烯腈反向原子转移自由基微乳液聚合

采用油溶性偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,联吡啶(Bpy)与氯化亚铜(CuCl2)复合物为催化剂,在微乳液体系中对苯乙烯、丙烯腈进行了反向原子转移自由基共聚合,对其聚合反应动力学进行了研究.实验结果表明,通过调整AIBN/CuCl2/Bpy的配比,可以对该反应进行调控.同时讨论了乳化剂用量、聚合反应温度、乳化剂种类对聚合反应转化率的影响.     

原子转移自由基乳液聚合制备聚合物粒子

成功合成原子转移自由基用的引发剂,并采用原子转移自由基乳液聚合法,以此引发剂制备出聚合物粒子．用红外光谱（FT-IR）对引发剂及聚合物粒子的结构进行了表征,并采用光子相关光谱（PCS）、透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）对聚合物粒子的形貌、粒径和粒径分布进行探究分析,结果表明：合成的聚合物粒子大小均一,小于100nm,分散性较好．     

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.     

多卤化物引发苯乙烯原子转移自由基聚合官能度的研究

以四氯化碳和三氯乙酸甲酯分别与苯乙烯（St）发生原子转移自由基加成反应,合成了多官能卤化物1-苯基-1,3,3,3-四氯丙烷(TCPP)和2,2,4-三氯-4-苯基丁酸甲酯(MTCPB),然后分别以TCPP和MTCPB为引发剂、氯化亚铜为催化剂、2,2'-联吡啶为配体,进行St的原子转移自由基聚合反应。采用核磁氢谱和凝胶渗透色谱对聚合物结构和分子量进行分析表征,结果表明：聚合物分子量与单体转化率之间存在较好的线性关系;TCPP和MTCPB都是St原子转移自由基聚合的双官能度引发剂。     

原子转移自由基聚合制备以SiO2为基底的聚苯乙烯刷

通过溴异丁酸十一烷基氯硅烷酯与SiO₂表面的羟基反应,制备出溴异丁酸十一烷基氯硅烷酯单分子层,并原位引发苯乙烯单体原子转移自由基聚合,制备了聚苯乙烯刷。用X射线光电子能谱、原子力显微镜及水接触角对SiO₂表面进行分析,结果表明,溴异丁酸十一烷基氯硅烷酯成功接枝到SiO₂表面,并得到了均匀致密的聚苯乙烯刷。凝胶渗透色谱测试表明,聚苯乙烯的数均分子量与单体转化率成线性关系,具有活性聚合的特征。     

对乙烯基苯磺酰氯与苯乙烯的原子转移自由基共聚合制备支化聚苯乙烯

以对乙烯基苯磺酰氯作为引发剂进行了苯乙烯的原子转移自由基聚合，由于对乙烯基苯磺酰氯同时含有可聚合的乙烯基和原子转移自由基聚合引发基团，因此可以得到支化结构的聚苯乙烯。用凝胶渗透色谱对不同对乙烯基苯磺酰氯浓度下所得聚合物的分子量及其分布进行了表征，发现所得聚合物的平均分子量明显大于按照每个对乙烯基苯磺酰氯分子产生一个聚合物链计算的理论分子量，并且分子量呈多峰分布。     

氯乙腈/氯化亚铜/2,2''''-联吡啶引发的苯乙烯原子转移自由基聚合

原子转移自由基聚合是一种新的活性自由基聚合方法。研究了氯乙腈／氯化亚铜／２，２＇－联吡啶引发的苯乙烯本体聚合反应，考察了单体转化率与相对分子质量之间的关系，并初步探讨了聚合反应动力学。     

温度对RBr/CuBr/2, 2′-联吡啶引发的苯乙烯原子转移自由基聚合的影响

分别采用溴化苄、２－溴丙二酸二乙酯和２－溴－２－甲基丙二酸二乙酯作引发剂,在ＣｕＢｒ／２,２‘－联吡啶配位化合物催化下,进行了苯乙烯的原子转移自由基聚合,在９０￣１３０℃范围内研究了温度对聚合反应级所得聚合物相对分子质量及其分布的影响。实验发现,在温度为１１０℃时聚合速率最大。     

原子转移自由基聚合制备四臂聚甲基丙烯酸甲酯星形聚合物

以2-溴异丁酸季戊四醇四酯(PT-Br)为引发剂、氯化亚铜为催化剂、联二吡啶(bpy)为配位剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)成功合成了四臂聚甲基丙烯酸甲酯星形聚合物(Star PMMA).通过1H-NMR和GPC等手段对星形聚合物的结构和分子量进行了表征,证实聚甲基丙烯酸甲酯是四臂星形结构.     

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。     

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。     

Grafting of thermoresponsive polymer from the surfaceof functionalized multiwalled carbon nanotubes via atom transfer radical polymerization

Multiwalled carbon nanotubes were oxidized with concentrated HNO3 and H2SO4 to introduce carboxylic groups onto carbon nanotubes surfaces. The oxidized carbon nanotubes were reacted subsequently with thionyl chloride and 2-Hydroxylethyl-2＇-bromoisobutyrate, producing MWNT-based macroinitiators, MWNT-Br, for the atom transfer radical polymerization of （N-isopropylacrylamide）. FTIR, XPS, ^1H NMR, Raman and TGA were used to characterize the resulting products and to determine the content of the water-soluble poly （N-isopropylacrylamide） chains in the product. The MWNTs grafted with PNIPAM chains have good solubility in distilled water; THF and CHCl3. TEM images of the samples provide direct evidence for the formation of a nanostructure that MWNTs coated with polymer layer. The produced MWNT-g-PNIPAM has a PNIPAM shell, which is very sensitive to the change of temperature. This method would open a door for the fabrication of novel functional carbon nanotube-based nanomaterials or nanodevices with designable structure and tailor-made properties.     

原子转移自由基聚合法合成端氨基聚合物

以溴异丁酸对硝基苄酯为引发剂、溴化亚铜(CuB r)/2,2′-联吡啶为催化体系进行了甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基聚合;以对硝基溴化苄为引发剂、溴化亚铜(CuB r)/2,2′-联吡啶为催化体系进行了苯乙烯的原子转移自由基聚合;将得到的端硝基聚合物进一步还原,制得端氨基聚合物。结果表明,上述两个聚合过程均为活性自由基聚合过程,得到窄分子量分布的聚合物;1H-NMR分析表明,得到的端氨基聚合物链的α端都有1个氨基,ω端都有1个溴原子,还原过程没有破坏原有的聚合物链结构。     

Reverse atom transfer radical polymerization of styrene in emulsion initiated by AIBN or V50

Reverse atom transfer radical polymerization of styrene was conducted in emulsion by using Cu（Ⅱ）/2,2＇bipydine or Cu（Ⅱ）/phen complexes, AIBN or V50 as the initiator, Brij-98 or OP-10 as the surfactant. The results of GPC showed that both polymerization processes exhibit living characters when using AIBN as the initiator. However, when V50 was used, the monomer conversion was fairly low and the whole polymerization was not controlled well. The measurement of particle size and its distribution told us that the latex particles were mean and stable when using Brij-98 as the surfactant.     

由十二烷基苯磺酰氯制备两亲性聚合物

以十二烷基苯磺酰氯为引发剂、氯化亚铜（CuCl）/2,2'-联吡啶为催化剂进行了甲基丙烯酸甲酯（MMA）的原子转移自由基聚合,结果表明聚合为活性自由基聚合过程。在此基础上,进行了甲基丙烯酸叔丁酯（t-BMA）的原子转移自由基聚合,得到了窄分子量分布的聚合物,并且引发剂的引发效率较高。将所得聚甲基丙烯酸叔丁酯水解,得到了以十二烷基苯基为疏水端、甲基丙烯酸链段为亲水端的两亲性聚合物。该聚合物具有表面活性,可以明显降低水的表面张力。