水溶性RAFT劑的合成及其在水溶性單體聚合中的應(yīng)用.pdf

1、可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）聚合是近十年來才發(fā)展起來的一種新的“活性”/可控聚合方法。因其適用單體廣、聚合條件溫和、聚合實(shí)施方法多以及能夠保證較高的聚合速率等優(yōu)點(diǎn)，RAFT 聚合已經(jīng)成為當(dāng)前“活性”/可控聚合的研究熱點(diǎn)。但目前為止，關(guān)于水溶性鏈轉(zhuǎn)移劑的合成報(bào)道很少，有關(guān)水溶性單體的反相乳液RAFT 聚合也未見報(bào)道。
　　 本研究課題合成了四種水溶性的RAFT 試劑：2-(4-cyano-4-(diethylcarbonothi

2、oylthio)pentanoyloxy)-N-ethyl-N,N-dimethylethanaminium bromide(CDPEDB)，(S)-2-(4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoyloxy)-N-ethyl-N,N-dimethylethanam-inium bromide (CPPEDB)，N1,N13-diehtyl-N1,N1,N13,N13,5,5,9,9-octam

3、ethyl-4,10-dioxo-7-thioxo-3,11-dioxa-6,8-dithiatridecane-1,13-diaminium bromide (DODTDDDB)和N-ethyl-N,N-dimethyl-2-(2-methyl-2-(phenylcar-bonothioylthio)propaneyloxy)ethanaminium bromide(EDMPPEB)，并將其應(yīng)用于水溶性單體的反相乳液聚合和水溶液聚合。

4、
　　 以CDPEDB 為RAFT 試劑的AM 反相乳液和水溶液RAFT 聚合發(fā)現(xiàn)，分子量達(dá)到25萬時(shí)，PAM 的分子量分布（PDI）為1.6，說明CDPEDB 是AM 的聚合的良好鏈轉(zhuǎn)移劑，可以控制反相乳液聚合和水溶液聚合的反應(yīng)進(jìn)程，獲得窄分子量分布的聚合物。
　　 CPPEDB 存在下AM 的RAFT 反相乳液聚合和水溶液聚合以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)的RAFT 水溶液聚合表明，聚合方法不同，所得聚合

5、物的PDI 也不相同。
　　 以CPPEDB 為鏈轉(zhuǎn)移劑，丙烯酰胺的反相乳液聚合更易獲得分子量分布較窄的聚合物；
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明聚合速度是影響聚合物分子量分布的主要因素，丙烯酰胺和DMAEMA的水溶液聚合結(jié)果表明鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)單體具有選擇性，CPPEDB 對(duì)于活性低的單體的聚合過程的控制能力比對(duì)活性高的單體的聚合過程的控制能力強(qiáng)。
　　 DODTDDDB 存在下的AM 的RAFT 聚合結(jié)果表明，聚合體系越簡單有

6、利于鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)分子量和分子量分布的控制；轉(zhuǎn)化率越高，分子量越大，聚合物的分子量分布越寬；
　　 以DODTDDDB 為鏈轉(zhuǎn)移劑，DMAEMA 的水溶液聚合體系中，在轉(zhuǎn)化率達(dá)到40％之前，聚合物的PDI 隨轉(zhuǎn)化率的增大而減小。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)AM 的RAFT 聚合中，DODTDDDB對(duì)PDI 的控制能力比CPPEDB 的強(qiáng)，對(duì)于DMAEMAD 的RAFT 聚合，DODTDDDB 的控制能力比CPPEDB 的弱，即鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)單體具有選擇性

7、。
　　 在EDMPPEB 存在下的AM 和DMAEMA 的RAFT 聚合中，分子量是影響分子量分布的主要因素，分子量越大PDI 越寬；實(shí)驗(yàn)還研究了引發(fā)劑用量、鏈轉(zhuǎn)移劑用量、水相單體濃度、聚合溫度、聚合時(shí)間等因素對(duì)聚合物特性粘度的影響。
　　 此外，本文還以EDMPPEB 為鏈轉(zhuǎn)移劑，通過DMAEMA 的預(yù)聚合獲得了一種大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，并以合成的大分子鏈轉(zhuǎn)移劑控制苯乙烯的均聚進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，合成了一種兩親性嵌段共聚物PS-