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本文系统研究了间歇/活性自由基共聚产物的序列结构。首先采用稳态下的计算机模拟,它的模型基础是:一个包含有n种单体的间歇/活性共聚反应可由一个2n个态的Markov链来描述,其中n个态代表着这n种单体的活性种(自由基),另外n个态则分别代表着n个活性种对应的休眠种。 在稳态条件下,给定Markov链中每个态之间的转移概率,计算机按照一个随机的过程产生目标Markov链。当链的长度达到统计稳定时,“过滤”掉不产生实际链结构的休眠态,对剩下的链进行统计,组成比,各物种链段分布及对应的各元组浓度都可获得,再与已有的常规共聚的理论结果做比较。采用两种不同的过滤方法,最后得到不同的结果,综合已有的实验结论,确立了将休眠态连同其后一个活性态一并滤掉的过滤方法基础。 成功模拟了几种不同类型(无规、恒比、理想、交替等)的间歇/活性自由基共聚,在忽略引发阶段产生的偏离稳态结构的因素的情况下,得出了活性自由基共聚与常规自由基共聚相比,组成比,链段分布均不变的结论,特别是第一次得到了瞬时序列分布,这是一般的聚合实验结果很难达到的。 在稳态Monte Carlo的基础上,继续成功设计出了动态下的模拟程序,它做到了时刻计算转移概率并按照计算出的新的数值产生目标Markov链,统计结果。模拟实验参数的选取依托实际的聚合体系,第一次得到了接近真实情况的梯度共聚物的组分百分比及反应物序列分布的各三元组浓度等数据,并且分别讨论了投料比与竞聚率及引发剂对单体的选择概率对序列分布的影响,分别得出了这三者与反映序列分布的各三元组浓度的关系。这对建立新的梯度共聚物的表征意义重大。 模拟研究的同时也进行了MMA-BA单体对的梯度共聚实验,采用MBP引发体系,CuBr/PMDETA为催化体系,投料比(MMA∶BA)分别为:1∶2,1∶1,2∶1,均在60°C进行本体聚合,得到了单体消耗与时间,转化率与分子量呈线形关系,分子量分散宽度小于1.4的实验结果,证明了这一反应体系在这些实验条件下呈现活性聚合的特征,从而确定得到的共聚物是梯度共聚物。 取投料比(MMA∶BA)为2∶1的聚合产物,核磁共振分析了不同转化率下华东师范大学申请硕士学位论文的序列分布,对有一定间隔的两个转化率间的核磁谱图做差并分析各元组浓度,得到的结果认为是两者之间的瞬时序列分布。对于MMA与BA这一竞聚率相差几倍的单体对来说,形成的是“梯度共聚物”。在常规自由基共聚中,一个分子链形成于瞬间,组成的梯度主要体现在不同的分子间,而CRP中,自由基浓度很小,双基终止与双基重合几乎不发生,一个分子链的形成则延续整个反应过程,所以实现了组成在同一分子链上迁移的真正意义上的梯度共聚物。在一定意义上讲,采用分析测试手段表征这种分子链就显得尤为重要。 通过对谱图做差的结果很直观地得到了随着反应的进程瞬时三元组浓度的变化,与动态Monte Carlo的结果做了比较,确立了此反应体系的反应参数,并对梯度聚合物的表征建立了基础。