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近年来,活性自由基聚合(如稳定氮氧自由基调控活性自由基聚合、原子转移自由基聚合等)成为了高分子科学界的热点。活性自由基聚合技术对单体的适应性强,聚合条件温和,又能有效地控制聚合产物的分子量和分子量分布,并且可用来合成嵌段、接枝、无规、支化和超支化等具有特定结构的聚合物。
特殊结构的聚合物具有特殊的性能。在本论文中,我们主要合成了含有弱共价键的嵌段共聚物。这种聚合物在外部刺激下(如热、光、特殊试剂等)可以发生解离,从而变为两段均聚物。本文在研究之初,为了通过活性自由基聚合合成含有弱键的聚合物,合成了具有特定结构的氮氧自由基和烷氧基胺,并利用其调控苯乙烯的聚合,并与其他聚合方法结合,得到了含有弱键的嵌段共聚物。主要研究结果如下:
(1)制备了含有溴原子,可以引发原子转移自由基聚合的氮氧自由基衍生物4.(2-bromoisobutyryl).2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-OXyl(Br-TEMPO)。它不但可以用作自由基聚合的引发剂,同时也可以作为自由基的捕捉剂。
(2)利用Br-TEMPO首先调控苯乙烯的活性聚合,得到了大分子引发剂PS-Br。然后引发丙烯酸酯类单体的原子转移自由基聚合。得到了PS-b-PtBA,PS-b-PMAPS-b-PnBA。所有的聚合过程都符合活性特征。将PS-b-PtBA水解,得到了两亲性的PS-b-PAA。在加热的条件下(加入苯肼)将PS-b-PMA嵌段断裂,得到了PS和PMA的均聚物。
(3)利用端基改性的方法合成了端基带有TEMPO基团的PEG即PEG-TEMPO。并用其调控苯乙烯的活性自由基聚合,得到了PEG-b-PS。用其调控苯乙烯和对氯甲基苯乙烯的共聚,得到了PEG-b-P(St-co-VBC)。聚合过程符合活性特征。
(4)合成了带有环氧基团的TEMPO(1-epoxy-3-(2,2,6,6-tetramethy-lpiperidine-1-oxyl)propane)(ETEMPO)。首先利用阴离子聚合技术,将ETEMPO接在PMMA链的末端,然后利用PMMA-TEMPO调控苯乙烯的自由基聚合,得到了PMMA-b-PS,反应不太符合活性自由基聚合的特征。