多官能团乙烯基单体原子转移自由基交联聚合机理

对甲基丙烯酸酯/二甲基丙烯酸酯交联体系分别采用烷基卤化物引发的原子转移自由基聚合和过氧化物引发的传统自由基聚合的方法。通过示差扫描量热分析技术比较2种交联聚合体系的反应动力学;由萃取和平衡溶胀实验观察交联体系中网络的形成和发展;采用凝胶渗透色谱和乌氏粘度计测定交联体系中初级链分子量随转化率的变化。实验发现,原子转移自由基交联聚合体系的反应速率远低于过氧化物引发体系;体系中的凝胶点前后初级链分子量随聚合转化率呈增长趋势,达一定转化率后增长变缓,对于交联单体摩尔分数分别为2.5%、5%、7.5%的3个ATRP交联体系,初级链分子量增长变缓所对应的双键转化率依次为70%、60%、45%左右。结果表明,甲基丙烯酸酯/二甲基丙烯酸酯的原子转移自由基交联聚合在一定交联程度范围内具有“活性”聚合特征。

二甲基丙烯酸聚乙二醇酯的原子转移自由基交联聚合

对二甲基丙烯酸酯进行原子转移自由基(ATRP)交联聚合,通过示差扫描量热方法研究了过渡金属卤化物、配体和反应温度对二甲基丙烯酸酯ATRP交联聚合动力学的影响。结果表明CuBr、CuCl和FeCl2可以催化二甲基丙烯酸酯的ATRP交联聚合,催化活性的顺序从大到小为FeCl2、CuBr、CuCl。配体对二甲基丙烯酸酯ATRP交联聚合具有较大的影响,TEDETA作为配体时聚合速率最快,双键转化率最高。升高温度可以提高聚合反应速率和双键转化率,其表观活化能为81.5 kJ/mol。

甲基丙烯酸酯原子转移自由基交联聚合与网络密度

研究了甲基丙烯酸酯/二甲基丙烯酸酯原子转移自由基交联聚合体系中交联密度对其交联聚合行为的影响。研究发现,交联单体用量增加导致交联网络密度增大,过渡金属络合物的扩散受阻严重,从而使聚合速率和双键转化率都增加;交联体系的凝胶点随交联单体用量增加提前出现;交联网络中初级链分子量随转化率呈线性增长,但是在聚合后期发生偏离,偏离点所对应的转化率随交联单体用量的增加而降低。说明交联密度越高,越不利于保持原子转移自由基聚合的“活性”/控制能力。

原子转移自由基聚合修饰植物乳杆菌及其对黄曲霉毒素B_(1)吸附脱除作用

为了研究植物乳杆菌材料对黄曲霉毒素去除新方法,为黄曲霉毒素B_(1)的高效生物去除提供了新思路。本文采用基于聚多巴胺的原子转移自由基聚合方法(Polydopamine-based Atom Transfer Radical Polymerization,p-ATRP)和细胞自催化的无铜添加原子转移自由基聚合方法(Cell-catalyzed Copper-free Atom Transfer Radical Polymerization,c-ATRP)对植物乳杆菌活细胞表面进行修饰,引导原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)体系自组装聚合反应形成聚合物材料,对修饰后的植物乳杆菌进行表征,并比较修饰前后植物乳杆菌对黄曲霉毒素B_(1)吸附脱附能力。结果表明,未修饰的植物乳杆菌,细胞表面圆润光滑,经过p-ATRP修饰后的植物乳杆菌,细胞表面变得极为粗糙,经过c-ATRP修饰后的植物乳杆菌,细胞表面出现褶皱;未修饰的植物乳杆菌的Zeta点位为-8.43 mV,经过Dopamine和PNIPAAm修饰后的植物乳杆菌点位分别为1.791和13.767 mV;植物乳杆菌在0.1~100μg/mL黄曲霉毒素B_(1)吸附率为75.3%,p-ATRP和c-ATRP修饰的植物乳杆菌比未修饰的植物乳杆菌吸附能力分别提高了7.8%和6.4%。在相同黄曲霉毒素B_(1)浓度下,植物乳杆菌脱附率为6.1%,p-ATRP和c-ATRP修饰的植物乳杆菌脱附能力分别提高了14.4%和42%。经过修饰后的植物乳杆菌显著提升了植物乳杆菌对黄曲霉毒素的吸附和脱附能力。

单电子转移活性自由基聚合法制备表面活性聚合物及性能

以丙烯酰胺(AM)和α-烯基磺酸钠(AOS)为功能单体,2-氯丙酰胺(CPA)为引发剂,采用单电子转移自由基聚合方法,制备无规二元共聚物PAM-co-PAOS。结果表明,最佳工艺条件为c(单体)=2.5 mol/L,n(单体)∶n(CPA)∶n(CuBr)∶n(Me_(6)TREN)=769∶1.2∶1∶3.8;m(AOS)∶m(AM+AOS)=3.5%。对表面活性聚合物PAM-co-PAOS进行性能研究,在大庆模拟盐水中具有较好的增黏性及表面活性。

基于光引发可逆加成断裂链转移自由基聚合的3D打印

针对高分子化学本科教学中“活性自由基聚合”知识点抽象,学生难以理解的教学难题,开展了光引发可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合3D打印实验。实验首先合成O-(乙基)-S-(2-丙酸乙酯基)黄原酸酯(EXEP),随后使用商用光敏树脂,进行添加/不添加EXEP条件下的3D打印。随后使用得到的打印体开展荧光功能后修饰与焊接对比实验。通过对比实验现象,深入理解活性自由基聚合机理及其对产物后功能化能力的影响,实现“活性自由基聚合”原理的“可视化”和实例化应用展示。本实验将基础理论有机融合到趣味实验中,实验耗时合理,操作简便,效果明显,符合本科教学实验基本要求,有助于提升学生综合分析能力,激发学生深入研究的兴趣,培养其创新意识及拓展延伸的能力。

苯乙烯的原子转移自由基聚合(ATRP)——一个典型的“活性”/可控自由基聚合实验

我国理科院系的高分子化学实验教学内容主要集中于传统聚合方法,难以满足学科快速发展的现状和人才培养要求。我们将苯乙烯的原子转移自由基聚合引入高分子化学实验教学,设计了一系列丰富的教学内容,包括实验操作、聚合过程监控和仪器表征等,旨在引导学生理解课堂知识,掌握从事高分子学科研究的基本实验技能。通过结合前沿科研开展教学,提高学生的综合科研素养,为培养理科院系的高分子人才提供了全新的思路。

基于无金属可见光诱导原子转移自由基聚合方法制备人血清白蛋白超微印迹传感器及其性能

将荧光标记的人血清白蛋白(HSA)既作模板分子又作催化剂,利用无金属可见光诱导的原子转移自由基聚合方法,在纳米金(nAu)修饰的铂超微电极(Pt UME)表面制备分子印迹聚合物(MIPs),构建超微印迹传感器(MIPs/nAu/Pt UME),利用电化学循环伏安法、交流阻抗法、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱等方法对所得传感器进行表征。进一步,以MIPs/nAu/Pt UME为工作电极,自制铂微电极为参比电极,铂丝为对电极,构建只需5μL待测液的微体积检测体系,通过差分脉冲伏安法方法对HSA进行检测。在最优条件下,超微印迹传感器检测HSA的线性范围为1.0×10^(-9)~1.0×10^(-2)mg/L,检出限为3.4×10^(-10)mg/L,相关系数为R2=0.9980。考察了血红蛋白、肌红蛋白、小鼠IgG和牛血清白蛋白对检测HSA的干扰,并探究了传感器的一致性和重现性。最后,利用MIPs/nAu/Pt UME对实际样品进行检测,得到加标回收率为96.0%~104.5%,表明制备的传感器具有一定的实际应用性。

二甲基丙烯酸酯原子转移自由基聚合行为和交联结构

通过差示扫描量热法研究了二甲基丙烯酸酯原子转移自由基(ATRP)交联聚合的反应动力学,用平衡溶胀法跟踪了交联结构的形成和发展。结果表明,二甲基丙烯酸酯ATRP的聚合速率比通常自由基聚合慢得多,不出现明显的自加速效应,交联网络结构更疏松。单体双键之间的链段长度对其ATRP交联聚合行为和交联结构有较大影响,随链段长度增加,聚合反应速率放慢,双键的转化率下降,交联网络结构更加均匀和疏松。

不同交联密度体系的原子转移自由基聚合行为和交联结构

使用差示扫描量热(DSC)和动态力学分析(DMA)方法研究了甲基丙烯酸酯/二甲基丙烯酸酯原子转移自由基聚合(ATRP)体系交联密度与聚合行为的关系。在低交联密度体系中交联单体用量增加导致聚合速率加快,在高交联密度体系中悬挂双键反应能力成为决定聚合速率的主要因素;微波辐射可以增强悬挂双键的反应能力,促进交联聚合;交联单体用量增加导致交联密度增大,网络均匀性变差。

原子转移自由基聚合的研究进展

介绍活性聚合原子转移自由基聚合(ATRP)聚合机理,并综述ATRP聚合新型催化体系研究现状,最后对ATRP聚合新型催化体系的发展前景和挑战进行讨论。

铁基催化剂用于原子转移自由基聚合研究进展

对原子转移自由基聚合(ATRP)进行了概述,重点阐述了铁基催化剂在ATRP体系中的研究进展,指出了铁基催化剂在ATRP领域存在的问题。

基于点击化学和可逆加成-断裂链转移自由基聚合合成极性链接枝聚丁二烯

以1-硫代甘油作为改性剂、聚丁二烯为主链,通过热引发和光引发合成了侧基含有羟基的聚丁二烯,以S-1-十二烷基-S′(α-α′-二甲基-α′′乙酸)-三硫代碳酸酯作为可逆加成-断裂链转移自由基聚合试剂、偶氮二异丁腈为引发剂,合成了端羧基聚N,N-二甲基丙烯酰胺,然后将两种官能化的聚合物进行酯化反应制得聚N,N-二甲基丙烯酰胺接枝聚丁二烯。结果表明,采用光引发可以显著提高点击化学的反应效率。用核磁共振氢谱证实了产物含羟基聚丁二烯和端羧基聚N,N-二甲基丙烯酰胺以及接枝聚合物的结构,并显示通过这种方法所制备接枝聚合物的接枝链数目和长度均可控。

原子转移自由基聚合合成甲基丙烯酸丁酯与丙烯酸全氟烷基乙酯两嵌段共聚物及其性能的研究

通过原子转移聚合合成了大分子引发剂PBMA Br及系列含氟两嵌段共聚物P(BMA b FAEM) ,并利用1 H NMR、F EA、GPC、FTIR对其结构进行了表征 .所合成的含氟嵌段共聚物膜具有低临界表面张力 .本文通过接触角的测定研究了含氟两嵌段共聚物的憎水、憎油性能与共聚物的含氟量 ,热处理温度 ,热处理时间的关系 ,结果表明含氟嵌段PFAEM具有向空气 聚合物界面富集的倾向 ,在共聚物中引入含氟嵌段可以明显提高共聚物的憎水、憎油性 .当含氟嵌段达 7 6wt%时 ,临界表面张力 (γc =18 7mN m)已与聚四氟乙烯相当 (γc=18 5mN m) 。

原子转移自由基聚合(ATRP)在星形聚合物合成中的应用

综述了近10年来采用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成星形聚合物的研究进展。从聚合单体、引发剂、聚合方法和反应条件以及聚合物性质等方面讨论了原子转移自由基聚合在星形聚合物合成中的应用,并根据聚合方法和引发剂对各种反应进行了分类。对原子转移自由基聚合技术在合成功能性复杂星形聚合物中的应用进行了展望。

表面引发原子转移自由基聚合方法合成Fe_3O_4/PMMA复合纳米微粒

采用表面引发原子转移自由基聚合方法合成了核壳结构的磁性高分子纳米微粒.作为聚合反应引发剂的3-氯丙酸,首先与油酸修饰的Fe3O4纳米微粒表面的部分油酸置换,然后在Fe3O4纳米微粒表面引发甲基丙烯酸甲酯聚合,合成的纳米复合材料用TEM,FTIR,XRD和DSC表征.磁性测试结果表明,所制备的磁性高分子纳米微粒仍具有超顺磁性,但由于聚合物的存在,其饱和磁化强度降低.

水分散体系中由BPO或KPS引发的苯乙烯反向原子转移自由基聚合

分别以过氧化二苯甲酰 (BPO)和过硫酸钾 (KPS)为引发剂、1 ,1 0 邻二氮菲为催化剂配体、十二烷基磺酸钠为乳化剂 ,在水分散体系中进行了苯乙烯的反向原子转移自由基聚合反应 .结果表明 ,对于BPO引发的苯乙烯乳液聚合反应 ,必须由CuBr和CuBr2 形成复合催化剂体系才能达到较好的控制效果 ,其中CuBr可以是直接加入到催化剂体系中 ,也可以是由CuBr2 与Cu0 就地快速反应生成 .CuBr迅速地与BPO反应而实现活性聚合中所谓的“快引发” ,从而有效地控制苯乙烯的聚合反应 .对于KPS引发的苯乙烯乳液聚合体系 ,反应介质的pH值对聚合有很大的影响 ,反应速度随着反应介质pH值的升高而加快 .实验结果表明 。

原子转移自由基聚合及其在新型高分子材料合成中的应用

概述了原子转移自由基聚合 (ATRP)反应的基本原理、引发体系的组成及应用此技术来设计制备一系列指定拓朴结构和功能化的新型聚合物材料。ATRP是一种用途广泛、简单易行、有很好的工业应用前景的聚合技术。

N-取代马来酰亚胺和苯乙烯的原子转移自由基共聚合

近来，以卤代烷、铜（Ⅰ）卤素盐和２，２联吡啶体系引发苯乙烯可进行活性聚合，即原子转移自由基聚合（ＡＴＲＰ），得到指定分子量和窄分子量分布的聚合物［１］，开辟了活性聚合的一个新领域，引起了广泛的关注．利用ＡＴＲＰ方法，对合成较窄的分子量分布的均聚物...

FeBr_3/Me_6TREN催化MMA反向原子转移自由基聚合研究

对FeBr3/Me6TREN催化的反向原子转移自由基聚合进行了研究.在不同的催化剂、引发剂的配比、聚合温度和配体用量等条件下,该催化体系催化的MMA聚合反应动力学为一级反应,聚合物分子量可控,分子量分布很窄,说明该体系催化的聚合反应为活性可控聚合.通过实验计算了反应的活化能,并利用UV光谱对催化剂进行了研究.