ATRP催化体系的设计及双峰分布聚合物的合成

摘要

“活性”／可控自由基聚合与传统自由基聚合相比能更好地实现对分子结构的控制，是实现分子设计、合成具有特定结构和性能的聚合物的重要手段。本论文采用原子转移自由基聚合（ATRP）方法，就如何提高ATRP聚合反应速率以及制备双峰分布聚合物的催化体系进行了研究，其主要研究内容如下：
　　 (1)体系一：碱存在下铁盐催化甲基丙烯酸甲酯(MMA)的电子转移生成催化剂的原子转移自由基聚合(AGET ATRP)的研究。该体系以FeCl3·6H2O为催化剂、三苯基磷(PPh3)为配体、抗坏血酸(VC)为还原剂、2-溴异丁酸乙酯(EBiB)为引发剂，甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体，通过向体系中添加催化剂用量的碳酸氢钠(NaHCO3)和碳酸钠(Na2CO3)等碱性物质来研究是否对聚合反应有加速作用。研究结果表明加入一定量的无机碱之后反应速率明显提高，并且呈现典型的“活性”／可控的聚合特征：数均分子量随单体转化率呈线性增长，聚合物的分子量分布较窄，且聚合物末端带有引发剂碎片保持聚合物链的“活性”。
　　 (2)体系二：ATRP法合成具有双峰分布聚合物的催化体系的设计及尝试。选用两种结构类似的单、双官能团的2-溴-2-苯基乙烷(PEBr)和α,α-二溴甲苯为ATRP引发剂，溴化亚铜／溴化铜／bpy为催化体系，苯乙烯为单体，采用先单官能团引发剂反应一段时间后再加入双官能团引发剂继续反应的两步ATRP方法成功地合成出分子量及分子量分布同时可控的双峰分布聚合物，初步探明这一思路合成双峰分布聚合物的可行性。