论文部分内容阅读
原子转移自由基聚合(ATRP)反应是近几年迅速发展起来的一种重要的活性聚合技术,具有对反应活性可控的优点,可合成特定的功能性聚合物材料。在ATRP反应体系中配体对反应可控性起着重要的作用,本文针对离子液体体系中的ATRP反应所用有机配体的不足,合成了两类七种不同胺类配位功能离子液体,替代传统有机配体,研究了不同结构配位离子液体与CuBr的配位机理以及对ATRP反应影响。以N-甲基咪唑为骨架引入1,2-二氯乙烷,合成了中间体:氯化1-氯乙基-3-甲基咪唑离子液体([CeMIM]Cl),再与不同结构的脂肪多胺反应合成了含N的胺类配位功能离子液体:氯化1-(乙基氨基)乙基-3-甲基咪唑([N2C2MIM]Cl)、氯化1-(丙基氨基)乙基-3-甲基咪唑([N2C3MIM]Cl)、氯化1-(2-甲基丙基氨基)乙基-3-甲基咪唑([N2MeC3MIM]Cl)、氯化1-(1,2-二甲基丙基氨基)乙基-3-甲基咪唑([N2Me2C3MIM]Cl)、氯化1-[(二乙氨基)氨基]乙基-3-甲基咪唑([N3MIM]Cl)、氯化1-[(五甲基二乙基)氨基]乙基-3-甲基咪唑[N3Me5MIM]Cl、氯化1-(三乙基四氨基)乙基-3-甲基咪唑([N4MIM]Cl)。通过FT-IR、1HNMR对胺类配位离子液体的结构进行分析测试,确证了其化学结构;并通过正交实验测定了其最优合成工艺条件为:[CeMIM]Cl与脂肪多胺物质的量配比1:1、反应时间20h、反应温度80℃。采用循环伏安法(CV)分别测定了多胺类配位离子液体和有机配体与Cu+配位的氧化还原电势(E1,2),结果表明:配位功能离子液体相比于传统有机配体具有较好的配位性能,随着多胺类配位离子液体中含N个数的增多,配位能力增强;配位离子液体C链的增长,可提高其配位能力,而随着多胺类配位离子液体中取代基的增多,配位能力减弱。将配位离子液体分别与CuBr配位应用于[AMIM]Cl离子液体溶剂中MMA的ATRP反应,测得该聚合反应速率与单体MMA的浓度符合一级动力学关系,经凝胶渗透色谱(GPC)测得所合成的聚合物分子量分布Mw/Mn为1.50—1.90,表明配位离子液体对ATRP反应具有良好的可控性,并且随着多胺类配位离子液体中C链的增长,可控性变强;而随着取代基的增多,可控性变差。其次经原子吸收光谱AAS测得聚合产物PMMA中Cu2+的残留量,配位离子液体有利于催化剂与聚合产物的分离,并且随着配位离子液体与Cu+的配位性越好,对聚合产物与催化剂的分离性能越好。该配位离子液体克服了传统有机配体有毒有害、兼容性差、不利于催化剂与聚合产物分离等不足,在ATRP领域具有广阔的应用前景。