AIBN与二硫代苯甲酸异丙笨酯反应研究RAFT过程机理

本文以AIBN为引发剂,二硫代苯甲酸异丙苯酯(CDB)、调控苯乙烯本体聚合,用GPC表征研究动力学.通过这些研究和表征,对RAFT聚合过程进行分析,发现CDB对于苯乙烯具有较好的调控能力,得到的聚合物分子量呈线性增长,分子量分布比较窄.     

基于RAFT过程的丙烯酸可控自由基聚合

以2-{[(十二烷基硫基)硫代甲酰基]硫烷基}琥珀酸(DCTSS)为链转移剂(CTA)在水溶液中调控丙烯酸(AA)进行可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)。考察了引发剂种类、聚合温度、n(引发剂)/n(CTA)、n(AA)/n(CTA)、时间对丙烯酸聚合的影响。结果表明,以4,4′-偶氮二(4-氰基戊酸)(V501)为引发剂,聚合反应具有活性可控聚合的特征,聚合动力学呈线性关系,聚合物的黏均相对分子质量(以下简称黏均分子量)随转化率的增加而线性增加,得到分子量可控、分布为1.50左右的聚合物;升高温度可以加快反应速率,使黏均分子量分布降低,反应更加可控;降低n(V501)/n(CTA)值可以使聚合产物的黏均分子量升高,但聚合速率也会降低;随着n(AA)/n(CTA)值的增加,聚合产物的黏均分子量也增加,并且基本呈线性关系;最佳反应时间为2h;用所得聚合物作为大分子RAFT试剂,丙烯酸正丁酯(BA)为单体进行扩链反应,得到聚丙烯酸-b-聚丙烯酸正丁酯;用核磁共振氢谱、傅立叶变换红外光谱对产物结构进行了表征。     

二甲基丙烯酸聚乙二醇酯的RAFT交联聚合行为

采用差示扫描量热(DSC)和动态力学分析(DMA)方法研究二甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGDMA)的可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基交联聚合,探索了交联单体双键间链段长度和链柔性对RAFT交联聚合动力学及其交联结构的影响.实验发现,随着双键间乙二醇单元数由4增加到9,聚合速率加快,当乙二醇单元数由9增加到14,聚合速率不增反降,这种行为是交联网络密度减小后增长自由基浓度下降和悬挂双键反应活性增加共同作用的结果;双键间链段柔性的增加使RAFT交联聚合速率加快:随双键间链段长度增加,交联网络密度和玻璃化转变温度降低,交联网络的均匀性得到改善.     

可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合的研究进展

自可逆加成-断裂链转移自由基聚合技术在1998年发明以来,就逐渐成为聚合研究者的一种非常强大的合成工具,并在研究与应用领域得到很快的发展。文章综述了可逆加成-断裂链转移聚合的RAFT试剂的分类、聚合机理及聚合中的阻滞现象,简要说明了RAFT技术应用的研究进展。     

RAFT方法合成两亲性嵌段共聚物的研究进展

可逆加成一断裂链转移(RAFT)聚合是制备嵌段共聚物的重要方法之一,介绍了队RAFT聚合方法的基本原理及其所用的RAFT链转移剂基础上,综述了国内外利用RAFT聚合方法合成两亲性嵌段共聚物的研究现状.     

RAFT法合成超分散剂PS-b-PAA及其分散性能研究

以苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为单体,二硫代苯甲酸苄酯为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合方法合成了两亲性嵌段共聚物分散剂聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA),探讨了影响聚合反应的主要因素,用GPC、IR、1H NMR对其结构进行了表征.结果表明,用RAFT法制得的共聚物分子量分布为1.1～1.3,聚合反应在80℃下24h内转化率达95%.进一步的分散性能研究表明,超分散剂PS-b-PAA对SiO2粉体在水中有着较好的分散效果.     

基于RAFT聚合策略合成功能化聚烯烃嵌段聚合物的研究进展

首先介绍了可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）的聚合机理及其常用的RAFT试剂,并与其它两种活性可控自由基聚合[氮氧化合物媒介的自由基聚合（NMP）和原子转移自由基聚合（ATRP）]进行了简单的优缺点对比。其次,介绍了近些年在基于RAFT聚合制备功能化聚烯烃嵌段聚合物研究中取得的进展,重点综述了制备功能化聚烯烃嵌段聚合物时所采用的6种方法,包括①烯烃配位聚合与RAFT聚合相结合;②阴离子聚合与RAFT聚合相结合;③阳离子聚合与RAFT聚合相结合;④Click反应与RAFT聚合相结合;⑤开环聚合与RAFT聚合相结合;⑥叶立德活性聚合与RAFT聚合相结合。最后,对基于RAFT聚合策略设计合成功能化聚烯烃嵌段聚合物的研究前景与实际应用进行了展望。     

苯乙烯可逆加成-断裂链转移聚合动力学

为了实现可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合过程中,苯乙烯均聚、高分子量聚苯乙烯的合成及苯乙烯与其他单体共聚时,对苯乙烯转化率、共聚时组成和分子量大小的控制,进行了二硫代苯乙酸-1-苯基乙酯(PEPDTA)调控苯乙烯本体和细乳液聚合动力学分析。在本体聚合中,反应速率慢,链增长自由基与中间态自由基的终止反应对聚合速率影响较小,很难合成窄分布、高转化率、高分子量的聚苯乙烯;在细乳液聚合中,反应速率快、转化率高,随着PEPDTA含量增加,乳胶粒数量减少、粒径分布变宽,诱导期和缓聚现象明显;聚合物的数均分子量随转化率线性增长,RAFT试剂浓度越高,分子量分布越窄,反应时间越长,分布越宽。以Smith-Ewart方程为基础,建立了苯乙烯RAFT细乳液聚合动力学模型,模型动力学曲线与实验数据相符合,能较好地预测实验过程。     

水分散体系中RAFT聚合技术的应用进展

水分散体系中可逆加成-断裂链转移自由基(RAFT)聚合具有反应条件温和、环保安全、操作简单且所得聚合物的分子量及其分布可控、结构明确等优点,一经问世便引起了研究者们的广泛关注。文章首先对RAFT聚合的反应机理做了简要介绍,之后着重对近年来水分散体系中利用RAFT聚合技术在制备具有结构规整的聚合物(包括均聚物、嵌段共聚物、星形聚合物、3D结构聚合物)领域中的应用进行了综述。     

甲基丙烯酸甲酯的RAFT微乳液聚合

该文合成了一种双官能团的RAFT试剂——S,S'-二(α,α'-二甲基-α″-乙酸)三硫代碳酸酯(BDAT)。以其为链转移剂,在微乳液体系中进行了甲基丙烯酸甲酯的RAFT聚合。分别讨论了聚合反应温度和链转移剂浓度对聚合反应的影响,并对相关的聚合反应动力学常数进行了计算。研究结果表明,在微乳液中进行的RAFT聚合具有显著的活性聚合的特征。聚合产物的相对分子质量(简称分子量,下同)随着转化率的提高而线性增加,同时聚合产物具有较窄的分子量分布,聚合过程随着链转移剂浓度的增加而逐渐可控。另外,利用透射电子显微镜对链转移剂浓度对微乳液粒子尺寸的影响也进行了考察,扫描电镜照片表明,微乳液聚合所得乳液粒子呈现单分散性状态,并且粒子尺寸随着链转移剂浓度的增加而逐渐增加。     

可逆加成-断裂链转移自由基聚合的新进展

可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合的适用单体范围广,反应条件温和,没有聚合实施方法如本体、溶液、乳液和悬浮聚合的限制,因而引起了研究者的广泛兴趣,取得了许多新的研究成果。主要对近年来RAFT聚合中使用的最新链转移剂、单体及相关合成与使用情况以及几种新型RAFT反应体系进行了介绍。     

PS-b-PNVIm(Bu)BF_4离子液体嵌段聚合物的RAFT合成及表征

以S-十二烷基-S’-(α,α’-二甲基-α’’-乙酸)-三硫代碳酸酯为链转移剂,制备了窄分布的聚苯乙烯大分子链转移剂,再用该大分子链转移剂制备聚苯乙烯-b-聚N-乙烯基咪唑(PS-b-PNVIm)两嵌段聚合物。通过与溴代正丁烷发生季铵化反应并与氟硼酸钠进行阴离子交换,得到聚苯乙烯-b-聚1-丁基-3-乙烯基咪唑氟硼化物[PS-bPNVIm(Bu)BF4]。运用1H NMR、IR和凝胶渗透色谱(GPC)等技术对产物的结构和分子量及分子量分布进行表征,结果表明,嵌段聚合物为PS160-b-PNVIm82,分子量分布为1.52,合成过程具有活性/可控聚合特征。PS-bPNVIm具有两亲性,原子力显微镜观察到水溶性球形胶束,胶束以PNVIm链段为壳,PS链段为核。     

聚丙烯酸-b-聚丙烯酸丁酯的RAFT水溶液聚合及其性能

该研究首先以2-{[(十二烷基硫基)硫代甲酰基]硫烷基}琥珀酸为链转移剂(CTA)在水溶液中调控丙烯酸(AA)进行可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT),再以得到的聚丙烯酸为大分子RAFT试剂,丙烯酸正丁酯(BA)为单体,进行扩链反应,得到聚丙烯酸-b-聚丙烯酸正丁酯。用红外光谱对产物结构进行了表征。考察了合成条件n(V501)/n(CTA)、n(AA)/n(CTA)、n(V501)/n(PAA-RAFT)、n(BA)/n(PAA-RAFT)对聚合物的表面张力、乳化性、起泡性和泡沫稳定性的影响。结果表明,当n(V501)/n(CTA)=0.2、n(AA)/n(CTA)=20、n(V501)/n(PAA-RAFT)=0.1、n(BA)/n(PAA-RAFT)=20时,得到的聚丙烯酸-b-聚丙烯酸正丁酯的水溶液表面活性最大,表面张力最低为30.89 N/m,乳化性最强,乳状液稳定时间达到1 082 s,起泡性和泡沫稳定性最弱,泡沫高度为17.01 mm,稳定时间为210 s。     

PS-b-PNVIm(Bu)BF_4离子液体嵌段聚合物的RAFT合成及表征

以S-十二烷基-S’-(α,α’-二甲基-α’’-乙酸)-三硫代碳酸酯为链转移剂,制备了窄分布的聚苯乙烯大分子链转移剂,再用该大分子链转移剂制备聚苯乙烯-b-聚N-乙烯基咪唑(PS-b-PNVIm)两嵌段聚合物。通过与溴代正丁烷发生季铵化反应并与氟硼酸钠进行阴离子交换,得到聚苯乙烯-b-聚1-丁基-3-乙烯基咪唑氟硼化物[PS-bPNVIm(Bu)BF4]。运用1H NMR、IR和凝胶渗透色谱(GPC)等技术对产物的结构和分子量及分子量分布进行表征,结果表明,嵌段聚合物为PS160-b-PNVIm82,分子量分布为1.52,合成过程具有活性/可控聚合特征。PS-bPNVIm具有两亲性,原子力显微镜观察到水溶性球形胶束,胶束以PNVIm链段为壳,PS链段为核。     

9-二硫代芳甲酸酯基芴的合成

以9-溴芴和卤代芳烃为原料,首次经由格氏反应合成了5种有望做为可逆加成-断裂链转移试剂的双硫酯类化合物,并用1HNMR、13CNMR、IR、MS和元素分析对所得化合物结构进行了表征。     

PEO-b-PAA的RAFT合成及其分散性能研究

在水溶液中,以含PEO的硫代碳酸酯MC5000为大分子链转移剂,引发AA的RAFT聚合,得到AB型嵌段共聚物PEO-b-PAA;用凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振氢谱(1HNMR)和红外光谱(FTIR)对其结构进行了表征。以PEO-b-PAA为分散剂,分别制备了PBK7、PG7、PB15∶3、PR101、PR112、PY42和PY74等多种颜料的无树脂水性色浆,用激光粒度仪(LSPSA)和透射电镜(TEM)测得色浆的平均粒径为150~300 nm,表明PEO-b-PAA是对于炭黑、无机颜料和有机颜料都适用的通用型分散剂。     

可逆加成—断裂链转移自由基聚合研究

可逆加成-断裂链转移(Reversible addition-fragmentation chain transfer,RAFT)自由基聚合是最近发展起来的一种活性可控自由基聚合技术。该技术对聚合调控效果好、聚合条件相对温和、适用单体范围广等优点而备受关注,已成为一种有效的聚合物分子设计手段,文章介绍了RAFT聚合的机理、优点及应用。     

CPDB为链转移试剂的脱氢枞酸基单体的RAFT聚合研究

以脱氢枞酸（β-甲基丙烯酰氧基丙基）酯（DAHPMA）为单体,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,2-氰基-2-丙基苯并二硫（CPDB）为链转移试剂,在四氢呋喃溶液中进行可逆加成-断裂转移自由基聚合反应（RAFT）制备得到脱氢枞酸基酯均聚物。动力学研究表明了脱氢枞酸基单体可以在RAFT聚合下具有活性可控的特征,同时探讨了CPDB的浓度对松香基单体的RAFT聚合的影响,发现CPDB的浓度对聚合过程的速率和可控性以及相对分子量和相对分子质量分布都有一定的影响。通过核磁证实了该松香基均聚物的成功合成,接触角测试表明该聚合物具有高疏水性。     

含十二烷基的聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯的合成及性能研究

以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、2-{[(十二烷基硫基)硫代甲酰基]硫烷基}琥珀酸(DCTSS)作为链转移剂、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯作为单体,通过可逆加成-断裂链转移聚合法合成含十二烷基的聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA-C12H25)。探讨反应温度以及链转移剂与引发剂摩尔比对聚合的影响,采用核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱对产物结构及相对分子质量进行表征,同时测试了聚合物的表面性能。结果表明,反应温度为70℃,链转移剂与引发剂摩尔比为4∶1时,PDMAEMA-C12H25的相对分子质量分布较窄,反应可控,具有较低的临界胶束浓度(0.022 g·L-1),最低表面张力为33.8 m N·m-1(25℃),对染料具有良好的分散作用。     

PGMA-b-PS二嵌段共聚物的RAFT/细乳液合成及表征

以2-(十二烷基三硫代碳酸酯)-2-甲基丙烯酸为链转移剂,利用RAFT/细乳液联合技术合成了相对分子质量分布较窄(PDI=1.53)的大分子链转移剂聚甲基丙烯酸缩水甘油酯。再以该大分子为可逆加成-断裂链转移(RAFT)试剂,通过连续加料的方式加入苯乙烯后进一步引发聚合,得到PGMA-b-PS二嵌段共聚物。采用GPC、FT-IR、1H-NMR、DSC等方法对聚合产物进行了表征。结果表明:合成的聚合物为线型二嵌段共聚物,相对分子质量分布为1.87,该聚合过程具有活性/可控特征。DSC测得二嵌段共聚物具有2个玻璃化转变温度(Tg),分别为77.33℃和98.30℃。此外,还考察了单体加料顺序对聚合过程的影响。