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可逆加成断裂链转移(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer----RAFT)聚合是上世纪九十年代末兴起的“活性”自由基聚合方法之一。在过去的十多年中,对RAFT体系的研究很多,但多集中于均聚体系。均聚物的种类比较有限,往往不能满足工业上的各种需求,而共聚可以改变大分子的结构和性能,增加品种,扩大应用范围。但目前对RAFT活性共聚体系的基础研究很少,本文旨在通过对共聚体系中RAFT过程的研究,建立链转移常数的数学模型,同时加深对RAFT共聚过程的理解,为RAFT共聚合的研究和应用提供理论指导。分别在末端模型和前末端模型假设的基础上,建立了RAFT共聚链转移常数模型,用以描述链转移常数随单体组成变化的规律。模型表明,RAFT共聚反应链转移常数是各自均聚链转移常数Ctri·i、交叉共聚链转移常数Ctri·j,(i旁=1,2)、单体竞聚率及单体组成的函数。只要测得共聚体系中RAFT均聚及交叉的链转移常数,就可以通过模型计算出RAFT共聚反应中任意组成下的链转移常数。为了验证模型,针对Z=-CH2C6H5的RAFT试剂调控的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)共聚体系和Z=-CH(CH3)2的RAFT试剂调控的苯乙烯(St)和BA共聚体系,在60℃下,分别测定了均聚、交叉共聚和不同单体组成下的链转移常数。研究发现:对于两个不同的共聚体系,在末端模型假设下,实验测定值与模型预计值均吻合得很好,表明可以通过该模型来预测不同共聚组成下的链转移常数。进一步研究表明,前末端效应存在于RAFT过程的加成反应,对链转移反应速率有影响,但其影响程度与增长反应相同,因此前末端效应虽然影响链转移速率常数ktr,但不影响链转移常数Ctr。研究发现:两个体系中链转移常数随单体组成的变化都是非线性的,但变化规律是不一致的。在MMA/BA共聚体系中,链转移常数随fMMA的增加一直呈线性降低趋势,因此随着体系中fMMA的降低可制得分子量分布越窄的聚合物。而在BA/St体系中,链转移常数随fs1的降低约在0.25处有一最低值,之后随着St含量的增加逐渐增加。这一不同寻常的变化趋势表明,在共聚合体系中,在某些特定组成范围内,合成得到的聚合物的分子量分布比对应的均聚物要宽。研究还发现,RAFT试剂的Z=-CH2C6H5时,BA自由基向R基团为MMA齐聚物的交叉链转移常数要比MMA自由基向R基团为BA齐聚物的交叉链转移常数大得多,因此在其嵌段聚合物的合成中,应首先合成MMA段。在Z=-CH(CH3)2的齐聚物RAFT试剂所调控的St/BA共聚体系中,进行嵌段时不存在切换问题,哪种单体作为第一段进行嵌段都是相对比较容易的。最后,本文简单考察了温度对链转移常数的影响,发现:在St均聚体系中,随着温度的升高链转移常数略有下降(88℃时,Ctr=40,60℃时,Gtr=59),表明其表观活化能较小。