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可逆加成断裂链转移(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization—RAFT)聚合是九十年末兴起的“活性”/可控自由基聚合方法之一。相对于其它“活性”自山基聚合,RAFT聚合的主要优点是:ⅰ) 可以直接应用传统自由基聚合的配方和工艺基础;ⅱ) 适用单体范围广;ⅲ) 同时还能保证较高的聚合速率。在过去的十多年中,RAFT聚合在本体、溶液体系中已经取得了很好的发展;由于乳液聚合的众多优点(环保等等)而使乳液聚合成为RAFT聚合工业化的最佳实现方式,因此人们越来越多的开始关注RAFT乳液聚合的研究。但是到目前为止,RAFT在乳液聚合中的应用仍然存在很多困难。早期的研究发现:在RAFT乳液聚合过程中会产生大量的凝聚物,以及严重的分相,并且聚合速率非常慢。本文旨在研究RAFT乳液聚合失稳的机理。 通过理论模拟发现,在乳液聚合与细乳液聚合一样,反应过程中存在乳胶粒的“超级溶胀”现象。据此我们提出乳胶粒的“超级溶胀”是活性自由基乳液聚合失稳的主要原因的假设。根据模拟结果,我们设计并研究了不同反应参数对乳液稳定性的影响。研究发现,加快引发速率,增大乳化剂浓度和增大目标分子量都能改善乳液的稳定性;这个结论与模拟结果相符,并且支持乳胶粒的“超级溶胀”是RAFT乳液聚合失稳的主要原因的假设。当乳化剂含量为10%,引发剂为氧化还原体系以及目标分子量为40000g/mol的实验条件下,可以成功地进行甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate,简写为MMA)的RAFT乳液聚合,并且乳液稳定,聚合物分子量分布较窄。 另外,通过对RAFT乳液聚合反应过程中RAFT试剂在单体液滴中的浓度的测定,发现RAFT试剂比单体更容易从单体液滴中通过水相迁移到乳胶粒中,否定了质量传递是乳液失稳原因的说法。 最后,本文还对苯乙烯的RAFT乳液聚合稳定性的影响和MMA的半连续聚合进行了初步研究。