电子活化再生原子转移自由基聚合的研究进展

原子转移自由基聚合是一种新兴的活性/可控聚合方法,AGET ATRP是在ATRP的基础上改进而发展起来的活性聚合方法。介绍了AGET ATRP的基本机理及研究进展,以及所用催化剂、引发剂、还原剂的研究情况,并展望了其发展前景。

ICAR ATRP合成含氟嵌段共聚物及其在水性聚氨酯中的应用

采用引发剂连续再生催化剂原子转移自由基聚合(ICAR ATRP)法成功地合成了含氟嵌段聚丙烯酸酯,以其为原料制备了含氟水性聚氨酯(FWPU),研究了含氟嵌段聚丙烯酸酯对水性聚氨酯薄膜性能的影响。结果表明,ICAR ATRP制备的含氟嵌段聚丙烯酸酯的相对分子质量为11000,与设计值相符,相对分子质量分布为1.15。当含氟嵌段聚丙烯酸酯(PBMA-b-PDFHMA)加入量为0.5%(质量分数)时,水性聚氨酯薄膜经160℃烘焙处理后,表面对水的接触角可达110°,其疏水性能得到极大的提高。加入PBMA-b-PDFHMA能明显改善水性聚氨酯的耐老化性能,在紫外老化30 h后,含氟水性聚氨酯的保光率达95%以上。

基于ICAR-ATRP的GO-PS的制备及其对聚苯硫醚性能的影响

采用引发剂持续再生催化剂原子转移自由基聚合法(ICAR-ATRP)在氧化石墨烯(GO)表面接枝聚苯乙烯(PS),制备GO-PS。通过正交试验确定GO-PS的最优制备工艺条件为:反应温度90℃、m(FeCl_(3)·6H_(2)O)∶m(AIBN)=20∶20、m(BiBB)∶m(PPh_(3))=1.5∶50、反应时间10 h。以GO-PS为助剂,以聚苯硫醚(PPS)为基体通过热塑加工制备PPS/GO-PS纳米复合材料,并对PPS/GO-PS纳米复合材料的结构和性能进行分析。结果表明:当GO-PS添加量为0.5%,PPS/GO-PS纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度较纯PPS分别提高11.46%和182.42%。GO-PS在PPS基体中均匀分散,相容性较好。GO-PS的添加提高PPS复合材料的结晶成核能力,当GO-PS添加量为0.5%,PPS/GO-PS的结晶度为40.23%。GO-PS作为缠结点增大PPS的内摩擦,使PPS/GO-PS纳米复合材料的储能模量(G′)和损耗模量(G″)增大,也证明GO-PS与PPS具有良好的界面相容性。

以高顺式聚丁二烯为软段的三嵌段共聚物的制备

从高顺式端羟基聚丁二烯(HTPB)出发,分别以ε-己内酯和苯乙烯为单体合成了2类以高顺式聚丁二烯为软段的三嵌段共聚物.以高顺式HTPB为大分子引发剂、辛酸亚锡为催化剂,引发ε-己内酯的开环聚合,合成了聚己内酯-b-聚丁二烯-b-聚己内酯三嵌段共聚物(CLBCL);通过高顺式HTPB末端羟基与2-溴代异丁酰溴(BBi B)间的酯化反应制备了ATRP大分子引发剂(Bi B-PB-Bi B),进而引发苯乙烯进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)反应,合成了聚苯乙烯-b-聚丁二烯-b-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SBS),反应具有较好的可控性,产物分子量分布较窄.通过红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和碳谱(13CNMR)、热重分析(TGA)和示差扫描量热分析(DSC)等对所制备共聚物的结构和性能进行了测试表征.TGA曲线表明,提高聚己内酯链段的含量,可在一定程度上提高CLBCL共聚物的热稳定性;SBS共聚物的热分解过程表现为一个阶段,与HTPB相比,其热稳定性略有提高.从CLBCL共聚物的DSC曲线上可明显观察到聚丁二烯链段的玻璃化转变温度和聚己内酯链段的熔点;SBS共聚物具有2个玻璃化转变温度,为–104.1和102.4oC,分别对应于聚丁二烯链段和聚苯乙烯链段的玻璃化转变温度.