新型碳硫键引发剂及引发烯烃聚合研究

摘要

新型自由基聚合引发剂的开发和探索一直是高分子材料与科学最活跃的研究领域之一。本实验室也一直致力于新型引发剂的研究，已发现酯类化合物具有引发活性，如，苯甲酰乳酸乙酯和2，8-二苯甲酰氧基壬二酸二乙酯，并以其为引发剂分别进行了对丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯的聚合研究。在酯类化合物结构中引入羧酸基团，合成3-羧基苯甲酰乳酸乙酯和3-羧基苯甲酰乳酸两种水溶性引发剂。在此基础上，我们推测某些具有C-S键的特殊结构的化合物也能作为引发剂引发自由基聚合。
　　本文以2-巯基苯并恶唑、2-巯基苯并噻唑和2-巯基-5-甲基-1，3，4-噻二唑三种物质分别与1-氯乙基苯发生亲核取代反应，成功合成2-[（1-苯乙基）-硫基]-苯并恶唑、2-[（1-苯乙基）-硫基]-苯并噻唑和2-[（1-苯乙基）-硫基]-5-甲苯-1，3，4-噻二唑三种含C-S键的化合物，并采用1H-NMR、IR、MS对其结构进行了表征与分析。在相同聚合条件下，通过对比加入这三种化合物的实验和空白实验的聚合结果，证明这三种化合物能引发甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯聚合。详细研究聚合时间、聚合温度、单体浓度和引发剂浓度对聚合产率的影响，并利用GPC测定了聚合物分子量和分子量分布，其变化规律均与自由基聚合特征相符合。研究结果表明2-[（1-苯乙基）-硫基]-苯并恶唑、2-[（1-苯乙基）-硫基]-苯并噻唑和2-[（1-苯乙基）-硫基]-5-甲苯-1，3，4-噻二唑三种引发剂分别在76℃、76℃和68℃可以引发自由基聚合。通过自由基捕获实验及量子化学计算对此类引发剂的引发机理做了探究。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 自由基聚合概述

1．2 自由基聚合机理概述

1．3 传统自由基引发剂

1．3．1 过氧化物类引发剂

1．3．2 偶氮类引发剂

1．3．3 氧化还原类引发剂

1．3．4 光自由基类引发剂

1．4 新型自由基引发剂

1．4．1 多官能度引发剂

1．4．2 大分子引发剂

1．5 引发剂的选择

1．6 本实验室已有成果

1．7 课题研究的目的和意义

1．8 主要研究内容和创新

第二章 碳硫键引发剂的合成与表征

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与原料

2．2．2 仪器和设备

2．2．3 引发剂的合成

2．2．4 化合物的表征

2．3 讨论

第三章 碳硫键引发剂对烯烃的聚合研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与原料

3．2．2 聚合设备与分析仪器

3．3 聚合实验

3．4 结果与讨论

3．4．1 PTBX、PTBT和PTMTB三种化合物引发能力的研究

3．4．2 PTBX引发MMA聚合实验结果和讨论

3．4．3 PTBT引发MMA聚合实验结果和讨论

3．4．4 PTMTB引发MMA聚合实验结果和讨论

3．4．5 PTBX引发St聚合实验结果和讨论

3．5 引发剂机理探讨

3．5．1 TEMPO捕捉实验

3．5．2 键能分析

3．5．3 硫自由基聚合实验

3．5．4 三种引发剂在不同溶液中的解离能计算

3．5．5 引发剂引发MMA聚合过程

3．5．5 引发剂引发St聚合过程

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介