论文部分内容阅读
本文以多氯取代的对二甲基苯作为引发剂,对甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)的原子转移自由基聚合(ATRP)动力学进行了研究,系统的考察了在微波辐射(MI)下对二氯二甲苯(DClX)引发MMA、对四氯二甲苯(TCX)引发St或MMA,以CuCl/PMDETA(N,N,N′,N″,N″-五甲基二乙烯基三胺)为催化剂在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中的ATRP反应,合成了具有双官能团和多官能团的功能性PMMA和PSt。 通过对MI作用下的DClX引发MMA的ATRP的研究发现:聚合反应对单体呈现一级反应动力学关系,所得聚合物的数均分子量(Mn)随转化率的增大而线性增长;扩链反应、与其他单体嵌段反应以及对聚合物端基分析结果都表明MI的引入并没有改变MMA的活性/可控自由基聚合的特征。与常规加热(CH)条件下的结果相比,MMA在MI下的聚合速率比CH方式下的有显著的提高,在MI作用下的表观速率常数(Kpapp)是CH下的14.3倍。通过测试反应体系中溶解的铜离子的浓度发现,MI条件下溶解的铜离子浓度要远大于CH条件下溶解的铜离子的浓度,MI提高了催化剂的使用效率。这是MI能增加反应速率常数的原因之一。 以CuCl/PMDETA为催化体系,DMF为溶剂,TCX为引发剂成功地进行了MMA的均相ATRP反应。动力学是一级线性关系,得到了分子量精确控制,分子量分布很窄(Mw/Mn=1.15—1.25)的聚合物,聚合物分子量随转化率的增加而呈线形增加,并且与理论分子量相接近,有很高的引发效率。引发剂浓度、催化体系浓度对聚合反应的影响也进行了考察。根据不同温度下的表观速率常数计算出反应的表观活化能为ΔEapp≠=43.3kJ/mol。通过对聚合物的1H NMR分析,发现TCX在MMA的ATRP反应中是双官能团引发剂。另外,TCX也能用于St的ATRP反应。