原子轉(zhuǎn)移自由基聚合促進(jìn)劑的研究.pdf

1、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）是一種過(guò)渡金屬絡(luò)合物催化的“活性”/可控自由基聚合。目前，ATRP已廣泛用于制備各種結(jié)構(gòu)明確，窄分子量分布的無(wú)規(guī)、嵌段、接枝、環(huán)狀、超支化、樹(shù)枝狀、交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等復(fù)雜大分子。但ATRP仍存在一些缺點(diǎn)。如聚合體系的催化劑使用量大，通常與引發(fā)劑的使用量相當(dāng)，普通正向ATRP體系中催化劑的含量約為2000-10000 ppm，然而聚合物體系粘度大，去除或者回收催化劑需要使用大量有機(jī)溶劑進(jìn)洗滌、萃取、沉淀、分級(jí)等處

2、理以除去催化劑，不但大大地增加了ATRP工藝的成本，隨之也帶來(lái)了大量重金屬催化劑殘?jiān)鼘?duì)環(huán)境污染的問(wèn)題，這也是許多聚合物能夠用ATRP在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行合成卻不能進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的主要原因。因此，開(kāi)發(fā)ATRP促進(jìn)劑來(lái)增加催化劑活性、降低催化劑使用量、提高聚合反應(yīng)速率對(duì)ATRP走向工業(yè)化應(yīng)用具有十分重要的意義。
　　本論文旨在開(kāi)發(fā)新型的、高活性的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合促進(jìn)劑，使在不失去對(duì)聚合反應(yīng)的控制的情況下顯著提高過(guò)渡金屬催化劑的活性，增

3、加ATRP的反應(yīng)速率，降低催化劑的使用量。本論文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1、開(kāi)發(fā)了三乙醇胺、烏洛托品、尿素等促進(jìn)劑，顯著地提高了CuBr/五甲基二乙烯三胺(PMDETA)、CuBr/四[（2-吡啶基）甲基]乙二胺(TPEN)和CuBr/三[2-（二甲氨基）乙基]胺(Me6TREN)三種催化體系的活性，顯著縮短了丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)的ATRP的反應(yīng)時(shí)間，制備了結(jié)構(gòu)明確、分子量可控

4、、分子量分布較窄的聚合物。其中三乙醇胺能使CuBr/PMDETA和CuBr/TPEN催化的MA的聚合體系中過(guò)渡金屬催化劑的含量降低到ppm數(shù)量級(jí)，使這些體系基本達(dá)到了能進(jìn)行工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的要求。
　　2、考察了聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，通過(guò)所得聚合物分子量以及分子量分布與單體轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系證明了促進(jìn)劑的加入沒(méi)有改變ATRP“活性”/可控聚合的特征。
　　3、研究了效果最好的三乙醇胺增強(qiáng)CuBr/PMDETA催化活性、促進(jìn)MA聚合反應(yīng)