苯乙烯-丙烯酸酯嵌段共聚物的AGET-ATRP法合成研究.pdf

1、本文運用活性自由基聚合，采用兩步法合成嵌段共聚物，首先以苯乙烯為單體，用溴化芐(BzBr)為引發(fā)劑，氯化鐵/三苯基膦([FeCl3.6H2O]/[PPh3])為催化體系，采用電子活化再生原子轉移自由基聚合（AGET-ATRP）法合成了大分子引發(fā)劑聚苯乙烯（PSt-Cl）；然后以氯化亞銅(CuCl)為催化劑，聯(lián)吡啶（bpy）為配體，用原子轉移自由基聚合（ATRP）法制備了聚苯乙烯-b-聚丙烯酸叔丁酯（PSt-b-PtBA）嵌段共聚物。用凝

2、膠滲透色譜(GPC)、紅外、核磁對產(chǎn)物進行表征，并探討了合成該嵌段共聚物的聚合工藝。
　　大分子引發(fā)劑的合成采用本體聚合優(yōu)于溶液聚合，采用本體聚合合成的大分子引發(fā)劑的轉化率較高，反應速率較快；反應時間36h為宜；當共聚反應溫度從95℃提高到120℃，ln([M]0/[M])和反應時間之間呈較好的線性關系，在110℃時線性擬合系數(shù)為0.99648，符合ATRP等活性自由基聚合的一級反應特征；同時在該溫度下表觀增長速率為8.92×10

3、-6s-1，表明該溫度條件聚合可控性最佳。選用BzBr作引發(fā)劑時引發(fā)單體轉化率較高，得到的聚合產(chǎn)物分子量分布(PDI)較小。本實驗采用了鐵系催化體系，因為鐵系催化體系具有無毒性和易脫除性，因此在同等的催化效率的情況下，鐵系催化體系更優(yōu)。當增大還原劑比例時，聚合反應的速率明顯加快，分子量分布很窄，實際分子量隨轉化率呈線性增長，并且與理論分子量相符，表明鐵催化下的苯乙烯的AGET-ATRP是可控/活性聚合。但是還原劑量過多，會降低聚合反應的

4、可控性。
　　采用ATRP法合成嵌段共聚物時，聚合反應時間在28h，溫度為95℃時為宜。隨著共聚單體丙烯酸叔丁酯用量的增大，嵌段共聚物的分子量增大，轉化率也隨之提高。利用鹵素交換反應，實驗中的催化體系均采用混合鹵素引發(fā)催化體系，使用該引發(fā)催化體系時，單體轉化率較高，聚合反應的可控性較好。
　　GPC，紅外、核磁等測試手段表明聚合物具有預期結構，相對分子質(zhì)量可控且相對分子質(zhì)量分布窄，PDI分別為1.36和1.44。最后將PSt