NMP-ATRP技術(shù)制備PMMA-b-PS嵌段共聚物.pdf

1、可控/“活性”自由基聚合技術(shù)在合成嵌段共聚物方面具有明顯的優(yōu)勢(shì),可得到預(yù)定結(jié)構(gòu)的共聚物,成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文首先對(duì)1-[4-(2-羥乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基丙酮(Irgacure2959,HE-HMPP)改性,合成了雙官能性的新型引發(fā)劑,隨后以氮氧自由基與受阻胺衍生物(SG1/TMP和HIEMPO/TMP)為調(diào)控劑,采用光引發(fā)聚合方法研究了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的陰離子型的可控/“活性”微乳液聚合,深入系統(tǒng)的研究

2、了MMA微乳液可控/“活性”光聚合機(jī)理及其動(dòng)力學(xué)規(guī)律。最后,將聚合所得的大分子引發(fā)劑PMMA-Br用于苯乙烯(St)的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP),制備了嵌段共聚物PMMA-b-PS,并對(duì)其制備的聚合物材料進(jìn)行了分析,主要的工作和結(jié)論如下:
　　 1.在冰鹽浴和室溫下,以吡啶為催化劑,通過(guò)HE-HMPP與2-溴異丁酰溴在二氯甲烷中的縮合反應(yīng)制備了兩端含溴元素,同時(shí)具有光引發(fā)活性的新型雙官能性引發(fā)劑。通過(guò)元素分析、FT-IR、1

3、H-NMR和可見(jiàn)紫外光譜分析,確定了產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)。尤其重要的是產(chǎn)物可見(jiàn)紫外光吸收峰的位置和Irgacure2959基本相同,為下一步的光聚合奠定了基礎(chǔ)。
　　 2.在室溫條件下,用目測(cè)法和電導(dǎo)率法繪制了MMA/n-butanol/SDS-H2O體系擬三元相圖,采用電導(dǎo)率儀,測(cè)定了不同類(lèi)型微乳液的結(jié)構(gòu)變化,隨著水相含量的增加,體系的電導(dǎo)率發(fā)生明顯的變化,體系由反相微乳液(W/O型)經(jīng)雙連續(xù)型微乳液(B.C.型)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎辔⑷?/p>

4、液(O/W型)。
　　 3.選擇好實(shí)驗(yàn)條件后,在室溫條件下,以Br-HE-HMPP-Br為光引發(fā)劑,比較了MMA的W/O型微乳液分別在SG1/TMP和HTEMPO/TMP兩個(gè)體系調(diào)控下的動(dòng)力學(xué)情況。研究結(jié)果表明:在SG1/TMP調(diào)控下,以正丁醇做助乳化劑的微乳液體系,其動(dòng)力學(xué)曲線近似一級(jí)線性關(guān)系,分子量隨著轉(zhuǎn)化率的增長(zhǎng)有逐漸增大的趨勢(shì),所得聚合物的多分散性系數(shù)也比一般聚合所得到的聚合物的分散指數(shù)(>2.0)窄,PDI=1.23～

5、1.37,但反應(yīng)初期聚合物的分子量增加較快,在Mn與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系曲線上,一級(jí)線性關(guān)系前期不如后期保持性好。說(shuō)明SG1/TMP調(diào)控體系對(duì)MMA微乳液體系的光聚合能起到一定的調(diào)控作用,但調(diào)控效果不是很好。在HTEMPO/TMP調(diào)控體系中,轉(zhuǎn)化率與時(shí)間的曲線和動(dòng)力學(xué)曲線均為一級(jí)線性關(guān)系,分子量隨著轉(zhuǎn)化率的提高呈現(xiàn)出線性增長(zhǎng),所得的分子量分散系數(shù)比較小(PDI=1.2～1.4),表明HTEMPO/TMP調(diào)控體系是MMA的W/O型微乳液體系光聚合

6、的有效調(diào)控體系。同時(shí)也說(shuō)明了新型引發(fā)劑Br-HE-HMPP-Br是光聚合過(guò)程的有效引發(fā)劑。
　　 4.在120℃下,以合成的大分子引發(fā)劑PMMA-Br為引發(fā)劑,CuCl/bpy為催化體系,在環(huán)己酮中通過(guò)ATRP技術(shù)進(jìn)行St聚合反應(yīng),制備嵌段共聚物PMMA-b-PS。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)摩爾比n(St):n(PMMA-Br):n(CuCl):n(bpy)=200:1:1:3時(shí)聚合所得聚合物產(chǎn)率最高。隨后對(duì)聚合產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)試分析,包括GP