论文部分内容阅读
本文系统研究了以ATRP方法下的梯度共聚物的链段结构分布与分子量分布。首先采用了了苯乙烯(St)和丙烯腈(AN)单体进行共聚实验,以苄溴为引发体系,溴化亚铜/联二吡啶(CuBr/bpy)为催化体系,投料比(St∶AN)为1∶1,在90℃进行本体聚合。实验得到了单体消耗与时间,转化率与分子量呈线性的关系,以及分子量分散宽度小于1.20的结果,证明了这一反应体系在该实验条件下呈现活性聚合的特征。根据单体竞聚率的差别,确定得到的共聚物是梯度共聚物。通过对13C-NMR图中不同转化率下的梯度共聚物的次甲基裂分信号进行了分析,得到以St为中心的三元组和以AN为中心的三元组振动峰,计算得到了各个三元组的相对浓度,并分析了三元组相对浓度随转化率的变化趋势。在共聚实验的同时也进行了相关的模拟研究,提出了一个包含休眠活化反应的动态Monte Carlo模拟程序。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,得到的各种元组浓度及各种链段分布,再与已有的理论结果和实验数据做比较,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。特别是第一次用理论推导的方法证明了:休眠活化反应不影响ATRP共聚物的序列组成与链段分布,为后来的共聚物链段分布与分子量分布的表征奠定基础。按照上述建立的模型,依托实际的聚合体系,分别讨论了聚合物转化率对平均段长,竞聚率对链段分布的影响,并得出了这几者之间的相互关系。为了得到活性聚合物分子量分布的函数,我们定义了参数l来表示单个分子中的链段数目以及μ表示单个分子中的链段平均值。通过l与μ来求解分子量分布,不仅简化了步骤,其结果还能很好的解释活性聚合物的一些重要性质,为活性聚合动力学的进一步研究提供了有力的支持。