基本信息
- 項目名稱：
- SiO2表面RAFT接枝聚合研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 為了考察RAFT試劑中取代基對其聚合控制性能的影響，合成了具有不同Z基團和R基團結構的二硫代酯化合物，并將這些化合物作為鏈轉移劑，以AIBN為引發(fā)劑進行了甲基丙烯酸甲酯700C下的RAFT聚合，考察了Z基團和R基團對這些化合物在甲基丙烯酸甲酯自由基聚合中的控制性能。
- 詳細介紹：
- 為了考察RAFT試劑中取代基對其聚合控制性能的影響，合成了具有不同Z基團和R基團結構的二硫代酯化合物，并將這些化合物作為鏈轉移劑，以AIBN為引發(fā)劑進行了甲基丙烯酸甲酯700C下的RAFT聚合，考察了Z基團和R基團對這些化合物在甲基丙烯酸甲酯自由基聚合中的控制性能。結果顯示RAFT試劑中Z基團和R基團的結構對其控制性能有很大的影響。當在Z基團中引入共軛結構后可以明顯改善其用于甲基丙烯酸甲酯聚合的控制性能。R基團對自由基與RAFT試劑的反應沒有太大的影響，但是決定了反應中形成的中間態(tài)自由基的分解方向。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- RAFT聚合成功實現(xiàn)可控自由基聚合的關鍵是在聚合配方中引入一個新的組份：RAFT試劑，即可逆加成-斷裂鏈轉移試劑，其核心是增長鏈自由基與RAFT試劑的可逆加成－斷裂鏈轉移反應實現(xiàn)聚合反應的可控。 作品基本思路如下：(1) 明確乙烯基改性納米SiO2表面RAFT接枝聚合行為的可控性。(2) 制備（嵌段）聚合物/SiO2納米復合材料 。
科學性、先進性及獨特之處
- 科學性、先進性 目前，活性自由基聚合技術，特別是RAFT聚合，結合“從表面接枝”技術，在基體表面接枝聚合已經(jīng)成為表面改性領域的研究熱點。 納米SiO2是一種無毒、無味、無污染的非金屬材料，具有很多優(yōu)異性能。 獨特之處 RAFT試劑與增長鏈自由基的可逆鏈轉移反應使RAFT聚合行為可控，但亦使其存在不同程度的阻聚/緩聚現(xiàn)象。
應用價值和現(xiàn)實意義
- RAFT試劑與增長鏈自由基的可逆鏈轉移反應使RAFT聚合行為可控，但亦使其存在不同程度的阻聚/緩聚現(xiàn)象。RAFT聚合的阻聚/緩聚現(xiàn)象是影響基體表面接枝聚合的決定因素，最大程度的降低接枝聚合過程的阻聚/緩聚作用，是獲取高接枝率的聚合物改性SiO2的關鍵所在。
學術論文摘要
- 為考察RAFT試劑中取代基對其聚合控制性能的影響，合成了具有不同Z基團和R基團結構的二硫代酯化合物，并將這些化合物作為鏈轉移劑，以AIBN為引發(fā)劑進行了甲基丙烯酸甲酯70oC下的RAFT聚合，考察了Z基團和R基團對這些化合物在甲基丙烯酸甲酯自由基聚合中的控制性能。結果顯示RAFT試劑中Z基團和R基團的結構對其控制性能有很大的影響。當在Z基團中引入共軛結構后可以明顯改善其用于甲基丙烯酸甲酯聚合的控制性能。R基團對自由基與RAFT試劑的反應沒有太大的影響，但是決定了反應中形成的中間態(tài)自由基的分解方向。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 本作品通過改變二硫代酯中Z、R基團的結構，尋找高效的RAFT試劑。同時考察不同結構的RAFT試劑對單體聚合控制性能的影響，為進一步尋找更高效的RAFT試劑探索一種有效的方法。
參考文獻
- [1]沈淑玲，毋偉，郭鍇等.兩步反相微乳液法原位制備納米SiO2/聚甲基丙烯酸甲酯復合微粒[J].硅酸鹽學報,2005,33(3):304-308 [2]歐寶立，李篤信.用ATRP法制備聚苯乙烯/納米二氧化硅雜化粒子[J].中國科學，2006,36(5):393-398 [3]錢家盛，陳曉明，何平笙.PMMA/nano-SiO2納米復合材料的制備和表征[J].應用化學,2003,20(12):1200-1203
同類課題研究水平概述
- 自由基聚合是工業(yè)上生產(chǎn)聚合物的重要方法，世界上約有70％的乙烯基聚合物是通過自由基聚合方法生產(chǎn)。根據(jù)自由基聚合機理，以乙烯基衍生物或引發(fā)劑修飾基體表面，在固體基體表面引入乙烯基或引發(fā)劑作為反應性基團，引發(fā)表面接枝聚合反應。但自由基聚合本質決定了自由基聚合產(chǎn)物分子量和結構難以控制，分子量分布寬?；钚跃酆夏軌虻玫浇Y構明確和端基功能化的聚合物，有效控制聚合產(chǎn)物的分子量及分子量分布，并能制備嵌段聚合物。目前，活性自由基聚合技術，如原子轉移自由基聚合（ATRP）和氮氧自由基調控聚合（NMP），已應用于“從表面接枝”技術，在基體表面接枝聚合已經(jīng)成為表面改性領域的研究熱點。 RAFT（reversible addition-fragmentation chain transfer，簡稱RAFT）活性自由基聚合由澳大利亞CSIRO研究者在1998年提出。RAFT聚合成功實現(xiàn)可控自由基聚合的關鍵是在聚合配方中引入一個新的組份：RAFT試劑，即可逆加成-斷裂鏈轉移試劑（Z-C(=S)-S-R，Z為活化基團，R為離去基團），其核心是增長鏈自由基與RAFT試劑的可逆加成－斷裂鏈轉移反應實現(xiàn)聚合反應的可控。由于適用單體范圍廣、聚合條件溫和等突出優(yōu)點已被廣泛應用于聚合物分子結構設計，如嵌段聚合物、星形聚合物、梳狀聚合物、納米中空微膠囊的制備。近年來，RAFT聚合方法在基體表面改性領域嶄露頭角，已有文獻報道RAFT聚合技術應用于固體表面的接枝聚合。 Benicewicz等通過R基團把RAFT試劑引入硅膠表面，進行表面RAFT接枝聚合。硅膠表面接枝聚合物經(jīng)斷裂后以GPC測定分子量，結果進一步證明硅膠表面RAFT接枝聚合的“活性”/可控聚合的特征，同時證實表面RAFT接枝過程中存在表面自由基遷移。 Li等通過調整硅片表面接枝RAFT試劑的結構和濃度、聚合溶液本體中“自由”RAFT試劑的結構和濃度以及聚合單體種類，探討了硅片表面RAFT接枝聚合行為。研究發(fā)現(xiàn)，與ATRP和NMP不同，在RAFT接枝聚合中，不同的體系（RAFT試劑結構，單體）而言，接枝聚合物膜的厚度與溶液中形成的自由聚合物的分子量并不相關，而是取決于RAFT聚合過程中緩聚現(xiàn)象，緩聚現(xiàn)象越突出，其接枝聚合物膜越薄。在硅片表面RAFT接枝聚合過程，緩聚現(xiàn)象是表面接枝聚合物膜厚和接枝密度的決定因素。
