苯乙烯的可逆加成-断裂链转移.ppt

苯乙烯的可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合 一 、实验目的 了解RAFT聚合的原理和特点； 掌握活性自由基聚合的实验技术； 掌握分子量可控、分子量分布窄的聚合物的合成方法。 二、实验原理 传统自由基聚合慢引发、快增长、易链转移和链终止等特点导致聚合物分子量难以精确控制，分子量分布比较宽。 活性自由基聚合的优点在于可控制聚合物的分子量，更窄的分子量分布(相同的链长)，端基官能化，立体结构(梳型，星型高分子)，嵌段共聚物，接枝共聚物等。 四、注意事项 操作过程中注意化学试剂挥发，注意人身安全； 抽真空-充高纯氮气时，每次抽真空时间不宜太长； 反应过程中温度要严格控制； 本实验所用偶氮类引发剂受到撞击、强烈研磨，极易燃烧、爆炸。取用时，盛引发剂的容器要轻拿、轻放，每次用量很少，取用时洒落的，要及时收拾干净。 五、实验步骤 依次称取3.0 mg偶氮二异丁腈、25 mg S-1-十二烷基-S’-(α, α’-二甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯、3.0 g苯乙烯加入Schlenk反应瓶中，盖上瓶塞，用橡皮筋固定。 将反应瓶放入冰水浴中，按照抽真空-充高纯氮气的操作，循环三次后，将反应瓶活塞旋死密封，并用橡皮筋固定活塞。 将反应瓶放入80 oC恒温水浴反应3小时后，将反应瓶取出，放入冰水浴中冷却。打开反应瓶，加入2mL四氢呋喃溶解后，倒入50mL甲醇中沉淀，抽滤得到黄色聚合物，放入真空干燥箱干燥24小时后称重，计算转化率。 六、思考题 查阅文献，比较“活性”自由基聚合与阴离子聚合的优缺点。 RAFT聚合过程中，为什么引发剂的加入量要少于链转移剂的加入量？ 采用RAFT聚合法合成聚合物的分子量由引发剂还是链转移剂控制？为什么？ * * “活性”自由基聚合通过向聚合体系中引入休眠种使其与增长自由基之间形成快速动态平衡，降低聚合体系中的瞬时自由基浓度，使自由基终止的几率降低，并且通过活性中心与休眠种之间的频繁快速转换使所有活性聚合物链或休眠聚合物链均具有相同的增长几率，最终得到链长近乎相等的聚合物链。 迄今为止，“活性”自由基聚合法主要有引发转移终止剂(iniferter) 法、氮氧稳定自由基聚合(stable free radical polymerization, SFRP)法、原子转移自由基聚合(atom transfer radical polymerization, ATRP)法和可逆加成-断裂链转移(reversible addition and fragmentation chain transfer，RAFT)聚合法。 RAFT聚合作为活性自由基聚合之一，其特点是以硫代羧酸酯作为链转移剂，其单体适用范围很广，几乎所有能够进行普通自由基聚合的单体都可以进行RAFT聚合，适用于不同的引发体系，聚合条件温和，聚合温度范围较宽(-20℃~200℃)，反应过程无需保护和脱保护，可以通过功能性单体直接聚合合成许多功能性聚合物。 RAFT聚合的机理 三、实验仪器和试剂 仪器设备： Schlenk反应瓶，100 mL烧杯，胶头滴管，布氏漏斗，抽滤瓶，通氮系统，真空系统 化学试剂： 苯乙烯、偶氮二异丁腈，S-1-十二烷基-S’-(α, α’-二甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯，四氢呋喃，甲醇 橡皮筋固定 抽真空-通氮气 橡皮筋固定 *