基团转移聚合法合成聚甲基丙烯腈及聚丙烯酸酯类的研究

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基团转移聚合(GTP)作为一种活性/可控聚合的方法,近年来备受瞩目,研究者们不断的探索引发剂体系与有机催化剂体系,并成功研究出基于1,4-硅氢化反应的GTP。聚甲基丙烯腈(PMAN)与丙烯酸酯类聚合物是重要的高分子材料,其中PMAN作为一种潜在的应用研究材料,引起了人们广泛关注,但关于PMAN的活性/可控聚合一直是长期存在的研究问题。本文通过GTP法,研究不同反应体系下,多种有机催化剂、引发剂和溶剂对合成PMAN的影响,最终确定PMAN的活性/可控聚合的方法。而丙烯酸酯类聚合物是生活中不可或缺的高分子材料,可应用于医疗、化工和国防等多方面。本文通过基于原位1,4-硅氢化反应的GTP制备ω-端基官能化丙烯酸酯类聚合物,为制备不同结构的丙烯酸酯类聚合物,如树枝状、星型和嵌段聚合物等提供了新的研究途径。具体研究内容如下所述:1.通过GTP法,探究使用不同的有机催化剂、引发剂和溶剂合成活性/可控的PMAN,并对聚合物的结构进行表征。其中利用三(五氟苯基)硼烷(B(C6F5)3)、三甲基甲硅烷基乙烯酮缩醛(SKAMe)、CH2Cl2体系和2,8,9-三异丁基-2,5,8,9-四氮杂-1-磷杂双环[3,3,3]十一烷(Ti BP)、三乙基甲硅烷基乙烯酮缩醛(SKAEt)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)体系所合成的PMAN分子量分布较窄,且结构明确。而使用有机碱催化剂磷腈碱t-Bu-P4则不符合GTP法,而是遵循活性阴离子聚合(LAP),其中以DMF作为溶剂时分子量分布相对较窄。2.分别以惕格酸和巴豆作为结构骨架,与含有不同取代基的多元醇反应,以获得拥有不同官能团的官能化终止剂。通过~1H NMR和13C NMR的结构分析,最终共计合成出12种带有不同官能团的终止剂惕格酸酯类(FT-Tg)和巴豆酸酯类(FT-Cr)。3.以B(C6F5)3作为催化剂,使用Me2Ph Si H分别与甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(n BA)发生原位1,4-硅氢化反应合成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚丙烯酸丁酯(Pn BA),再分别加入17种官能化终止剂,合成ω-端基官能化PMMA和ω-端基官能化Pn BA。通过~1H NMR、SEC和MALDI-TOF MS测试,最终可以确定分别有14种和5种终止剂可以成功合成结构明确且分子量分布窄的ω-端基官能化PMMA和Pn BA。
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