串联ATRP和ROP制备乙烯基单体和环酯单体嵌段聚合物

摘要

反向原子转移自由基聚合(R-ATRP)和开环聚合(ROP)是目前最有希望工业化的活性聚合，在高分子聚合研究领域具有非常广泛的潜在应用。目前，许多研究者结合两种技术成功合成了可控嵌段共聚物。论文成功合成了易得、稳定、高效的调控试剂，（2-羟乙基）二硫代氨基甲酸铜(Cu(S(S=C)(N-CH3)CH2CH2OH)2），将ROP引发官能团羟基隐藏在假卤素基团中，通过对乙烯基单体实施R-ATRP将羟基基团接到乙烯基聚合物链末端，直接用于环酯单体ε-己内酯的ROP，制备乙烯基单体和环酯单体嵌段共聚物。
　　首先，研究了AIBN/Cu(S(S=C)(N-CH3)CH2CH2OH)2/PMDETA体系引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)和甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯(DEAEMA)等乙烯基单体的本体聚合，合成具有可控分子量及分子量分布较窄的乙烯基均聚物;以乙烯基均聚物为大分子引发剂，Sn(Oct)2为催化剂实施ε-己内酯的ROP。采用核磁共振波谱和GPC表征聚合产物，结果表明乙烯基单体的R-ATRP和环酯单体的ROP都具有活性自由基聚合的特征，并获得了可控的嵌段共聚物。
　　此外，随着联用LRP和ROP技术的发展，高分子工作者通过串联ATRP和ROP成功合成了Y-型嵌段共聚物，因此，结合其他科研工作者和实验室的研究，论文设计合成易得、高效的引发剂，双(2-羟乙基)二硫代氨基甲酸铜(Cu(S(S=C)N(CH2CH2OH)2)2），将ROP引发官能团羟基隐藏在假卤素基团中，通过对乙烯基单体实施R-ATRP将羟基基团接到乙烯基聚合物链的末端，直接用于环酯单体ε-己内酯的ROP，制备Y型嵌段共聚物。
　　研究以AIBN/Cu(S(S=C)N(CH2CH2OH)2)2/TPP为引发体系，实施了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的本体均聚，合成具有可控分子量及分子量分布较窄的PMMA均聚物;以PMMA为大分子引发剂，Sn(Oct)2为催化剂实施ε-己内酯的ROP。采用核磁共振波谱和GPC表征聚合产物，结果表明乙烯基单体的R-ATRP和环酯单体的ROP都具有活性聚合特征，并得到可控的Y-型嵌段共聚物。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 前言

1．2 活性自由基聚合

1．2．1 引发转移终止剂(iniferter)“活性”自由基聚合

1．2．2 氮氧稳定自由基聚合(NMP)

1．2．3 可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合

1．2．4 原子转移自由基聚合(ATRP)

1．3 原子转移自由基聚合(ATRP)

1．3．1 传统的原子转移自由基聚合(ATRP)

1．3．2 反向原子转移自由基聚合(R-ATRP)

1．4 反向原子转移自由基聚合(R-ATRP)

1．4．1 反向原子转移自由基聚合(R-ATRP)的机理

1．4．2 反向原子转移自由基聚合(R-ATRP)的体系组成

1．4．3 反向原子转移自由基聚合(RATRP)的特点

1．4．4 反向原子转移自由基聚合(R-ATRP)的研究现状及发展

1．5 活性开环聚合(ROP)

1．5．1 开环聚合的反应机理

1．5．2 阳离子聚合机理

1．5．3 阴离子聚合机理

1．5．4 单体-活化聚合机理

1．5．5 配位-插入聚合机理

1．5．6 开环聚合的发展

第二章 论文的研究思路及研究内容

2．1 论文的研究思路

2．2 论文的研究内容

第三章 串联ATRP和ROP制备乙烯基单体和环酯单体的嵌段共聚物

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 主要原料试剂和仪器设备

3．3 聚合反应

3．3．1 (2-羟乙基)二硫代氨基甲酸铜(Cu(S(S=C)(N-CH3)CH2CH2OH)2)的制备

3．3．2 甲基丙烯酸甲酯(MMA)的反向原子转移自由基聚合(R-ATRP)

3．3．3 ε-己内酯(ε-CL)的开环聚合(ROP)扩链

3．3．4 测试与表征

3．4 结果与讨论

3．4．1 (2-羟乙基)二硫代氨基甲酸铜(Cu(S(S=C)(N-CH3)CH2CH2OH)2)的分析

3．4．2 (Cu(S(S=C)(N-CH3)CH2CH2OH)2)调控MMA的R-ATRP

3．4．3 PMMA-OH引发ε-CL的ROP

3．5 本章小结

第四章 串联ATRP和ROP制备乙烯基单体和环酯单体的Y-型嵌段共聚物

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 主要原料试剂和仪器设备

4．3 聚合反应

4．3．1 双(2-羟乙基)二硫代氨基甲酸铜(Cu(S(S=C)N(CH2CH2OH)2)2)的制备

4．3．2 甲基丙烯酸甲酯(MAA)的反向原子转移自由基聚合(R-ATRP)

4．3．3 ε-己内酯(ε-CL)的开环聚合(ROP)扩链

4．3．4 测试与表征

4．4 结果与讨论

4．4．1 双(2-羟乙基)二硫代氨基甲酸铜(Cu(S(S=C)N(CH2CH2OH2)2)的制备

4．4．2 (Cu(S(S=C)N(CH2CH2OH)2)2)调控MMA的R-ATRP

4．4．3 PMMA-OH引发ε-CL的ROP

4．5 本章小结

第五章 全文总结

5．1 结论

5．2 存在的问题及展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表以及参加科研的情况

致谢