1986年以来,活性碳阳离子聚合得到了长足的发展[1],通过碳阳离子聚合这种威力强大的聚合技术,我们可以制造出以聚异丁烯为基础的具有独特性能的材料[2-6]。实现活性碳阳离子聚合的一个关键点就在于向反应体系中加入某种添加剂,例如给电子化合物、铵盐等。尤其是最近几年,几乎所有的能够制备出结构可控的聚合物的活性阳离子聚合体系中都含有添加剂,尽管它们的反应机理不同,但都能够降低反应速度,抑制阳离子聚合过程中的各种副反应。本课题研究反应型添加剂在活性阳离子聚合中的应用,所选作为添加剂的化合物既是添加剂,又是一种阳离子聚合单体。也就是说,它有两种功能:作为添加剂在阳离子聚合体系中将传统的阳离子聚合转变成为活性阳离子聚合,同时与聚合物共聚合,使聚合物链上带有活性官能团。传统的添加剂反应时用量大且反应后需处理掉,这会产生浪费,而反应型添加剂因其可以聚合到聚合物中,既使用量大也不会产生浪费。并且,如果反应型添加剂能与单体聚合,则会给传统的活性聚合物中引入官能团。本论文对5-甲基-5-烯-2-己酮(MHone)、烯丙基丙酮(5H2on)、N-丁烯-3-基丁胺(CNC)及乙烯基苄基三甲基氯化铵(vinN+Cl-)这四种添加剂进行了研究。 <WP=4>首先,我们在极性和非极性溶液系统中分别聚合异丁烯和苯乙烯,对比空白(无添加剂)实验与添加剂存在下聚合物分子量分布和分布模式来确定添加剂对聚合的调节作用。结果表明:这四种添加剂都可以作为良好的异丁烯和苯乙烯聚合添加剂,能够有效地调节异丁烯及苯乙烯的阳离子聚合反应,都可以有效控制聚合物的分子量和分子量分布。然后,我们在添加剂的调节作用比较明显的条件下,改变单体浓度或反应时间,来考察不同添加剂存在时异丁烯和苯乙烯聚合的活性特征。其中,5-甲基-5-烯-2-己酮、N-丁烯-3-基丁胺和乙烯基苄基三甲基氯化铵两种添加剂将传统的异丁烯聚合转化为活性阳离子聚合。通过对不同添加剂存在下得到的聚合物进行结构分析,证实N-丁烯-3-基丁胺和乙烯基苄基三甲基氯化铵能够作为单体进行共聚合,为反应型添加剂。 通过研究与分析,提出乙烯基苄基三甲基氯化铵存在条件下的聚异丁烯体系的反应机理。认为乙烯基苄基三甲基氯化铵一方面通过同离子效应使异丁烯聚合为活性聚合,另一方面,乙烯基苄基三甲基氯化铵以α氯代苯基结构结合在聚异丁烯的端基上。