论文部分内容阅读
近年来,活性自由基聚合已发展成为高分子化学领域中最具学术意义和工业应用价值的研究方向之一。可逆加成断裂链转移(RAFT)“活性”/可控自由基聚合因其集自由基聚合与活性聚合方法的优势于一体而倍受瞩目。因其具有适用单体广、聚合条件温和、聚合实施方法多以及能够保证较高的聚合速率等优点,已经成为当前“活性”/可控聚合的研究热点。但目前为止,关于水溶性链转移剂合成的报道很少,有关室温下水溶性单体的光引发RAFT聚合也寥寥无几。本论文合成了两种水溶性的RAFT试剂:2-(4-cyano-4-(diethylcarbonothioylthio)penta-noyloxy)-N-ethyl-N,N-dimethy lethanaminium bromide(CDPEDB),2-(4-cyano-4- (dodecylthio carbonothioylthio) pentanoyloxy)-N-ethyl- N,N-dimethyl-ethananminium bromide(简称TTC),并将其应用于水溶性单体的水溶液热引发聚合和室温下光引发RAFT聚合,重点考察了单体浓度、聚合时间、单体与链转移剂配比等因素对聚合物分子量及其分子量分布的影响。以CDPEDB为链转移剂,室温下DMAAm及AM的水溶液光引发RAFT聚合反应呈现准一级反应动力学特征,聚合物分子量随转化率线性增加,反应所得均聚物具有优异的扩链性能,整个反应具有明显“活性”/可控聚合特征;CDPEDB存在下DMAEMA及AA的水溶液光引发聚合量分布(PDI)均在1.1以下,说明CDPEDB是一种良好的链转移剂,可以很好的控制室温下水溶性单体的光引发RAFT聚合,获得窄分子量分布的聚合物。实验还发现,分子量是影响分子量分布的主要因素,分子量越大PDI越宽。TTC调控的NIPAAm和DMAAm水溶液RAFT聚合分子量与转化率呈线性关系,获得了窄分子量分布的聚合物。结果表明,TTC是一种控制效果好的RAFT试剂,链转移剂中离去基团的空间位阻、离去能力是影响链转移剂控制力的主要因素;单体活性适中,聚合体系简单有利于链转移剂对分子量和分子量分布的控制;转化率越高,分子量越大,聚合物的分子量分布越宽;实验还发现TTC调控的水溶液RAFT聚合中,TTC对NIPAAm的控制能力比DMAAm的强,PDI较小,即链转移剂对单体具有选择性。实验还研究了单体浓度、链转移剂与单体配比、聚合温度、聚合时间等因素对聚合物分子量及分子量分布的影响。此外,本文还以CDPEDB、TTC为链转移剂,通过水溶性单体DMAAm、AA的聚合,合成了带有亲水链段的大分子链转移剂,进一步在大分子链转移剂控制下分别用St、BA进行扩链,合成了三种两亲性嵌段共聚物PDMAAm-b-PS、PS-b-PAA、PAA-b-PBA。