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原子转移自由基聚合(ATRP)作为一种强大的“活性”自由基聚合方法,自发现之日起就一直受到学术界和工业界的广泛关注。在ATRP中,常常使用过渡金属盐作为催化剂,常用的有铜、钉、铁、镍等。比起其它的过渡金属,铁具有储量丰富、毒性低以及生物相容性好等优点,使铁盐催化的ATRP倍受关注。光是一种理想的绿色能源,光化学相较于热化学,具有能耗低、环境污染小、操作安全等优点。因此发展光诱导铁盐催化的ATRP具有重要的理论意义。此外,聚合物中的金属催化剂的残留一直是ATRP固有缺陷,如何高效除去聚合物中残留的催化剂并循环利用具有很重要的实际应用价值。液/液两相体系作为常用的催化剂分离与回收方法,具有操作简便、催化剂回收及循环利用率高等优点,而已报道的液/液两相体系,如温控相转移催化(TRPTC)以及温控相分离催化(TPSC)均需要经过低温-高温-低温的变化策略才得以实施,很显然这些方法不适用于光诱导催化的ATRP体系。而极性/非极性潜在两相溶剂体系无需通过温度的变化,只需简单的后处理(如加入一定量的水)就可实现均相到两相的转变。基于此,本论文着重于光诱导铁盐催化的ATRP体系的构建并利用极性/非极性潜在两相体系来进一步发展光诱导铁盐催化的ATRP中的催化剂分离与回收体系,主要研究内容如下:(1)DMI作为配体兼溶剂的光诱导铁盐催化MMA的ATRP体系的构建铁盐是最理想的过渡金属催化剂,同时光诱导的ATRP具有温和高效、能耗低、污染小等优点,结合两者的优势,我们以FeBr2为催化剂、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)这样一种“绿色”溶剂作为溶剂兼配体、2-溴苯乙酸乙酯(EBPA)为引发剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为模型单体,在无需外加配体以及还原剂的情况下成功构建了光诱导铁盐催化的ATRP体系。聚合物分子量随单体转化率的提高而线性增长,且与理论值较符合,分子量分布较窄(Mw/Mn<1.33),聚合体系具有较快的聚合速率,聚合26小时单体转化率就可达91.2%,且当目标聚合度高达1000时,仍具有较好的控制性(Mw/Mn= 1.28)。另外,成功的扩链反应、核磁共振氢谱及大分子质谱的表征均证明了聚合物具有“活性”末端。(2)光诱导铁盐催化PEGMA的WPSC ICARATRP体系的构建本章内容首次构建了光诱导铁盐催化的ICAR ATRP中的催化剂分离与回收体系。我们以四苯基卟啉铁(Fe(Ⅲ)-TPP)为催化剂、四丁基溴化铵(TBA-Br)为配体、2-溴苯乙酸乙酯(EBPA)为ATRP引发剂、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)为光引发剂、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸甲酯PEGMA500为模型单体在对二甲苯和乙醇组成的均相溶剂体系中成功构建了光诱导铁盐催化的ICARATRP体系。聚合完成后,加入一定量的水诱导均相溶剂体系分层,从而可以分离溶有催化剂的对二甲苯相和溶有聚合物的乙醇(和水)相。为了简便,这一过程我们命名为水诱导相分离催化(WPSC)ATRP。体系具有较好的控制性以及较快的反应速率,催化剂循环使用六次后仍能有效调控聚合反应,且聚合物中的金属残留维持在较低的水平(<12 ppm)。值得提出的是,本体系中所用的均是商品化的原料,无需预先合成大分子配体。