电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)的研究进展

ARGET ATRP可将反应中催化剂用量降至ppm级,是目前最具工业化应用前景的原子转移自由基聚合(ATRP)之一。综述了ARGET ATRP的反应机理、引发剂、催化体系、还原剂、反应条件及其在污水处理、纤维素改性、燃料电池方面的应用,并对ARGET ATRP技术的前景进行了展望。

基于ARGET ATRP原理控制就地聚合体系成胶时间

针对传统自由基聚合引发方式在油藏中控制就地聚合成胶时间难以实现的问题,提出了以电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)引发体系代替传统引发剂,优选了络合还原剂,考察了ARGET ATRP引发体系中引发剂1,2-二溴乙烷,催化剂三氯化铁,络合还原剂维生素C各组分加量对成胶时间的影响,采用优选的ARGET ATRP引发体系评价就地聚合调剖体系在岩心中的注入性和封堵性。研究结果表明,在80℃条件下,当1,2-二溴乙烷加量为0.35%数0.4%、引发剂加量为0.012%数0.02%、络合还原剂维生素C加量为0.18%数0.26%时,可调节各组分加量使就地聚合体系成胶时间大于24 h,成胶强度达I级;当矿化度低于7000 mg/L时,成胶时间随矿化度增大而延长,而凝胶强度由I级降至E级。岩心评价实验表明就地聚合体系具有良好的注入性,ARGET ATRP引发体系可以在岩心中引发聚合单体交联成胶,成胶后对岩心的整体封堵率达到77.71%。因此,基于ARGETATRP原理对就地聚合体系在油藏中的成胶时间调控具有可行性。

含聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯刷的羽毛接枝共聚物的制备及性能

采用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)的方法,以羽毛表面的溴为引发位点,引发甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)在羽毛表面自增长,制备含聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯刷的羽毛接枝共聚物(Feather-g-PDMAEMA)。再以溴乙烷为改性试剂,对其进行季铵化处理,制备具有抗菌性能的羽毛接枝共聚物。改性后羽毛的元素含量、官能团、热稳定性、结晶结构、表面形貌分别通过能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)进行表征。FT-IR和SEM分析结果表明,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯成功地接枝到羽毛的表面,所得羽毛接枝共聚物的接枝率最高可达84. 7%; XRD的分析结果显示,接枝聚合后的羽毛的结晶度降低; TGA分析结果显示,接枝聚合后的羽毛热稳定性降低;抗菌测试结果表明,季铵化处理后的Feather-g-PDMAEMA具有良好的抗菌效果。

ARGET ATRP法制备含聚丙烯酸叔丁酯的羽毛接枝共聚物

以表面含溴的羽毛为大分子引发剂(Feather-Br),以溴化铜(CuBr2)为催化剂、五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)为配体、抗坏血酸(Vc)为还原剂,由电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)法制备得到含聚丙烯酸叔丁酯的羽毛接枝共聚物(Feather-g-PtBA).采用EDS能谱对大分子引发剂中的元素含量进行测定,并利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射图谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重分析(TGA)对接枝共聚物的结构和性能进行表征.结果表明:采用ARGET ATRP聚合法成功制备了Feather-g-PtBA聚合物,接枝率可达362%,接枝后羽毛表面有层状聚合物覆盖其表面,热稳定性与羽毛相比降低.