原子轉(zhuǎn)移自由基聚合促進劑的研究.pdf

1、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）是一種過渡金屬絡合物催化的“活性”/可控自由基聚合。目前，ATRP已廣泛用于制備各種結(jié)構明確，窄分子量分布的無規(guī)、嵌段、接枝、環(huán)狀、超支化、樹枝狀、交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構等復雜大分子。但ATRP仍存在一些缺點。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，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溶劑進洗滌、萃取、沉淀、分級等處

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

3、加ATRP的反應速率，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方面:
　　1、開發(fā)了三乙醇胺、烏洛托品、尿素等促進劑，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的反應時間，制備了結(jié)構明確、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的聚合體系中過渡金屬催化劑的含量降低到ppm數(shù)量級，使這些體系基本達到了能進行工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的要求。
　　2、考察了聚合反應動力學，通過所得聚合物分子量以及分子量分布與單體轉(zhuǎn)化率之間的關系證明了促進劑的加入沒有改變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CuBr/PMDETA催化活性、促進MA聚合反應