原子转移自由基聚合(atrp).ppt

原子转移自由基聚合(ATRP)在高分子设计中的应用 吕宏波 ATRP 的基本原理其实是通过一个交 替的“促活--失活”可逆反应使得体系中 的游离基浓度处于极低, 迫使不可逆终 止反应被降到最低程度, 从而实现“活 性”/可控自由基聚合. ATRP 在高分子设计中的应用 嵌段聚合物 嵌段聚合物具有独特的结构和性能, 可用作稳定剂、乳化剂、分散剂等, 而 且在聚合物的改性共混等方面有着广泛 的应用. 活性聚合技术在合成嵌段共聚物方 面具有明显的优势，可以制得预定结构 的共聚物。与其它“活性”自由基聚合相 比，原子转移自由基聚合的反应条件较 为温和，适用单体广泛，而对杂质不太 敏感。 在利用ATRP 合成嵌段共聚物方面， 已成功的合成了油溶性嵌段共聚物、两 亲性嵌段共聚物，含功能单体单元的嵌 段共聚物、含氟嵌段共聚物、含硅嵌段 共聚物和热塑性弹性体等。 接枝共聚物 接枝共聚物往往可以用作乳化剂、 增容剂、表面活性剂、相转移催化剂、 抗静电剂及生物医学材料等, 其性能往 往优于同类型的嵌段共聚物. 星形聚合物 星形聚合物有较大的用途, 它可以用 作交联剂, 也可用于粘合剂、涂料、选 择性吸附分离材料及生物材料等. 超支化聚合物 超支化聚合物由于具有高度支化三 维球状结构及众多的端基, 因此显示出 与相应线型分子截然不同的性质, 如低 粘度、无链缠结、良好溶解性等, 可望 作为高分子催化络合剂、流变控制剂等, 具有十分广阔的应用前景. 采用原子转移自由基引发体系引发带卤原子的双官能团单体, 可以得到超支化聚合物. 利用对氯甲基苯乙烯在CuCl和bpy存在下的自引发均聚反应合成相对分子质量可达150 000的高支化聚苯乙烯 其它类型聚合物 此外, 还可用ATRP 技术制备出聚合物刷 子、有机/无机杂化材料等高分子功能材料。 如M arcHusseman等用带有原子转移自由 基引发基团的硅烷在硅表面发生ATRP, 制得烯 类单体的均聚物刷及嵌段或无规聚合物刷子, 用于控制聚合物的表面性质. ATRP技术展望 ATRP 技术的出现开辟了活性聚合的新 领域。 ATRP 技术集自由基聚合与活性聚合 的优点于一体，既可像自由基聚合那样进行 本体、溶液、悬浮和乳液聚合，又可合成具 有预定结构的聚合物，此外还有一个非常有 用的特点，即不需要经过复杂的合成路线， 因此具有十分广阔的应用前景。 谢 谢 * * 自由基聚合 几种重要, 有效的方法 引发转移 终止剂法 氮氧自由基 控制的 稳定自由基 方式聚合 (SFRP) 原子转移 自由基聚合 (ATRP) 可逆加成--裂解 链转移聚合 (RAFT) 其中原子转移自由基聚合(ATRP)方 法速度快,反应温度适中,适用单体范围 广,甚至可以在少量氧存在下进行,分子 设计能力强是现有其他活性聚合方法无 法比拟的。 星形 聚合物 其它类型 聚合物 嵌段 聚合物 超支化 聚合物 接枝 聚合物 ATRP 技术 *