基于半連續(xù)RAFT細乳液聚合的聚合物鏈結構的可控制備.pdf

1、當今化學工業(yè)的發(fā)展已從大宗產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)向著產(chǎn)品結構與性能的多樣性方向轉變，對于聚合物其鏈結構極大影響著產(chǎn)品的性能，因此如何實現(xiàn)聚合物鏈結構的精密制備是提高聚合物產(chǎn)品性能和附加值的關鍵，同時也是聚合物產(chǎn)品工程的一個尚待解決的重要問題。
　　圍繞著聚合物鏈結構的定制，本研究從化學反應工程原理出發(fā)，借鑒了機械領域的數(shù)控制造工作原理，并結合非均相活性可控自由基聚合的反應特征，本論文提出了聚合物鏈結構的數(shù)字制造技術，實現(xiàn)了非均相體系中的

2、聚合物鏈結構的精密制備。為此，本論文以RAFT細乳液作為研究體系，分別研究了其共聚合及支化聚合動力學規(guī)律，建立了相應的動力學模型，同時結合半連續(xù)反應器模型，開發(fā)出了一種基于半連續(xù)RAFT細乳液聚合模型控制的單體加料策略實現(xiàn)聚合物鏈結構精密調控的數(shù)字制造技術。
　　本論文主要涉及:
　　(1)苯乙烯(St)與丙烯酸丁酯(BA)的RAFT細乳液聚合中不同單體摩爾比對共聚物組成、聚合速率、分子量及分布、粒徑、成核粒子數(shù)、粒子中的平

3、均增長自由基數(shù)等的影響規(guī)律。并使用前末端模型，根據(jù)液滴成核機理，建立了RAFT細乳液的共聚合動力學模型，模型預測與實驗數(shù)據(jù)可很好地匹配。
　　(2)將間歇RAFT細乳液共聚合動力學模型與半連續(xù)反應器模型相結合，建立了半連續(xù)RAFT細乳液共聚合模型，用于控制共單體的進料速率，實現(xiàn)共聚物組成分布的精密調控，成功地定制了組成均一及線性梯度的St/BA的共聚物。
　　(3)通過St與雙甲基丙烯酸二縮三已二醇酯(TEGDMA)的RAF

4、T細乳液聚合，研究了支化劑和RAFT試劑濃度對支化聚苯乙烯形成過程的聚合反應規(guī)律，乳膠粒有限的空間有利于聚合物支化結構的生成?；谝旱纬珊藱C理，同時考慮液滴與粒子間的聚并及擴散控制反應的影響，建立了RAFT細乳液支化聚合動力學模型，模型的預測結果可以很好地與實驗數(shù)據(jù)相匹配。
　　(4)從間歇RAFT細乳液支化聚合動力學模型出發(fā)，建立了半連續(xù)RAFT細乳液支化聚合模型，利用該模型計算、控制共單體進料速率，實現(xiàn)了支化密度分布的定制，成

5、功制備了不同支化密度分布均一的超支化聚苯乙烯，成功解決了聚合物支化密度分布調控的難題。
　　本研究工作的創(chuàng)新點有:
　　(1)首次開發(fā)了非均相體系可控活性自由基聚合精確控制聚合物鏈結構的合成技術，為聚合物產(chǎn)品的設計與定制探索了一條新途徑;
　　(2)首次系統(tǒng)研究了RAFT細乳液線性共聚及支化聚合動力學規(guī)律，構建了RAFT細乳液共聚及支化聚合動力學模型;
　　(3)利用RAFT細乳液聚合，設計并定制了不同序列結構和