聚(N-異丙基丙烯酰胺)在RAFT分散聚合中的應(yīng)用.pdf

1、將可逆加成裂解鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合技術(shù)與分散聚合結(jié)合起來(lái)，不僅能夠得到具有一定形態(tài)的聚合物膠粒，而且對(duì)聚合物分子量及分子量分布也實(shí)現(xiàn)了良好的控制。大分子RAFT試劑作用下的RAFT分散聚合優(yōu)勢(shì)更加明顯:(1)通常采用“一鍋法”進(jìn)行投料，操作簡(jiǎn)單，且反應(yīng)較迅速;(2)可以減少甚至是避免穩(wěn)定劑的額外加入;(3)可以很好地合成功能性的嵌段兆聚物和具有不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物膠體粒子。因此，大分子RAFT試劑作用下的RAFT分散聚合具有很高的

2、應(yīng)用價(jià)值。但目前，在國(guó)內(nèi)外的研究當(dāng)中，有關(guān)大分子RAFT試劑作用下的RAFT分散聚合過(guò)程反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究報(bào)道還比較少，聚合反應(yīng)的機(jī)理并不是十分清楚。本文旨在利用聚（N-異丙基丙烯酰胺）三硫代碳酸酯(PNIPAM-TTC)和聚（N,N-二甲基丙烯酰胺）三硫代碳酸酯(PDMA-TTC)作為大分子RAFT試劑，分別研究苯乙烯(St)在乙醇/水中、N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)在水中的分散聚合的聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。具體來(lái)講，本論文可以分為以下

3、兩方面內(nèi)容:
　　 1.大分子RAFT試劑聚(N-異丙基丙烯酰胺)三硫代碳酸酯作用下苯乙烯的RAFT分散聚合
　　 本章中，我們以聚(N-異丙基丙烯酰胺)三硫代碳酸酯(PNIPAM-TTC)同時(shí)作為大分子RAFT試劑和穩(wěn)定劑，在乙醇/水混合溶劑中進(jìn)行苯乙烯的RAFT分散聚合，并與小分子RAFT試劑S，S'-雙（2-甲基-2-丙酸基）三硫代碳酸酯(BDMAT)作用下的苯乙烯RAFT分散聚合進(jìn)行比較。研究表明，在大分子RAF

4、T試劑PNIPAM-TTC作用下，苯乙烯在乙醇/水中的RAFT分散聚合形成PNIPAM-b-PS-b-PNIPAM三嵌段共聚物，聚合過(guò)程包括成核前的均相/準(zhǔn)均相階段和成核后的非均相階段。在均相/準(zhǔn)均相階段，嵌段共聚物分子量和粒子尺寸隨轉(zhuǎn)化率升高而緩慢增長(zhǎng);而進(jìn)入非均相階段后，嵌段共聚物分子量和粒子尺寸隨轉(zhuǎn)化率升高而快速增長(zhǎng)。這與小分子RAFT試劑BDMAT作用下苯乙烯的RAFT分散聚合過(guò)程有明顯差異。此外，大分子RAFT試劑PNIPAM

5、-TTC作用下苯乙烯RAFT分散聚合的聚合反應(yīng)速率要比小分子RAFT試劑BDMAT作用下的苯乙烯RAFT分散聚合快很多。
　　 2.親水性大分子RAFT試劑作用下N-異丙基丙烯酰胺在水中的RAFT聚合
　　 在本章中，我們以親水性的聚（NN-二甲基丙烯酰胺）三硫代碳酸酯(PDMA-TTC)作為大分子RAFT試劑，在水中實(shí)施N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)單體的RAFT聚合，并與PDMA-TTC作用下NIPAM在乙醇/水混

6、合溶劑中的RAFT溶液聚合進(jìn)行比較。由于形成的PDMA-b-PNIPAM-b-PDMA三嵌段共聚物的低臨界溶解溫度(LCST)受PNIPAM鏈長(zhǎng)影響較大，大分子RAFT試劑PDMA-TTC作用下NIPAM在水中的RAFT聚合受PNIPAM鏈長(zhǎng)影響而呈現(xiàn)不同反應(yīng)特征。當(dāng)PNIPAM鏈較短時(shí)，聚合過(guò)程中體系不變渾濁，反應(yīng)與RAFT溶液聚合類(lèi)似;在PNIPAM鏈較長(zhǎng)時(shí)，體系出現(xiàn)渾濁，聚合反應(yīng)表現(xiàn)為從均相聚合過(guò)渡到分散聚合，且分散聚合過(guò)程聚合反