论文部分内容阅读
“活性”/可控自由基聚合综合了自由基聚合和离子聚合的优点,使自由基聚合具有可控性,对聚合物分子的组成和结构进行精密控制是聚合物研究的重要领域。本文首先论述活性可控聚合发展历程,着重阐述从传统自由基聚合发展转化成活性可控聚合的过程,活性聚合的几种类型及其反应的优缺点;主要对两种活性自由基聚合法的聚合机理,聚合过程,聚合产物性质等方面进行了比较研究,这两种聚合方法就是单电子转移自由基聚合法与原子转移自由基聚合法,同时利用控制变量法讨论单电子转移自由基聚合法的几种影响因素。本文工作内容如下:分别采用SET-LRP法与ATRP法聚合聚丙烯酸甲酯后,用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振(~1H-NMR)对聚合产物的结构进行表征并具体分析比较,得出两种方法聚合产物的红外吸收曲线基本相同,核磁共振谱位移也基本相同,说明两种方法的产物结构基本吻合;利用乌氏粘度计、凝胶渗透色谱(GPC)对产物稀溶液的粘度及分子量和分子量分布系数(PDI)进行测试。经过分析认为:SET-LRP法聚合单体转化率在50min时就能达到98%,反应结束后加入新单体MA,单体还会继续进行聚合反应,说明该聚合方法无终止,而ATRP法聚合单体转化率在270min时才能达到92%,继续添加新单体MA,不会继续聚合,说明反应结束后链端基无活性;分析两种聚合方法的单体总质量(M)与剩余单体(M′)的比值取对数(ln(M/M′))与反应时间(t)的关系,SET-LRP法是一次函数的直线型,为一级动力学,ATRP法则不太符合一级动力学的规律;两种方法聚合产物的增比粘度随时间变化也有所不同的,SET-LRP法聚合过程中产物增比粘度(分子量)变化随时间变化是呈线性关系,而ATRP法的则与SET-LRP有很大不同,呈s型变化;两种聚合方法产物通过GPC测试,可知SET-LRP法分子量更接近理论分子量,分子量分布(PDI)更窄。对单电子转移自由基聚合反应影响因素进行讨论,影响因素有反应温度、单体质量分数、催化剂粒径、溶剂极性非极性两种选择。采用控制变量法固定其他因素,使变量按照一定规律进行变化,利用乌氏粘度计测试产物粘度,观察粘度随时间变化规律:温度为30℃时最合适,单体质量分数为30%较适合,催化剂粒径越小反应速率越快,溶剂选用极性溶剂最佳,非极性溶剂会导致反应速率减慢,同时单体转化率降低。