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可控活性自由基聚合


Iniferter研究进展
一、光Iniferter与热Iniferter结合 光Iniferter和热Iniferter能分别引发不同的单体进行活性自由基聚合, 并且具有各自的优点。钦曙辉等人将六取代乙烷型C—C 键和DC 基团 设计到一个分子中,合成出一种新的化合物DDDCS。
可以选择先光分解后热分解(或倒过来)的顺序进行MMA,St,异戊二 烯和乙酸乙烯酯(VAc)的聚合,制备一系列组分和链长度可控的ABA 型的三嵌段共聚物,尤其是制备PVAc-b-PSt-b-PVAc 三嵌段共聚物。
2)适用丙烯酸甲酯(MA)、乙酸乙烯酯(VAc)、丙烯腈(MAN)、甲基丙烯腈 (MAN)等单体的聚合;
3)用于聚合物的分子设计,如用单官能团、双官能团、多官能团Iniferter可 用于合成AB型、ABA型嵌段共聚物及星状聚合物
Iniferter法的优缺点
• 引发转移终止剂法对聚合过程控制的不是很好,所得聚合物的分子量与理论值 偏差较大,分子量分布较宽。 与RAFT、反向ATRP、SFRP法相比,Iniferter显著的优点是可聚合单体比较多, 能方便地制备接枝和嵌段共聚物。 对于反向ATRP,体系需要催化剂,使用传统引发剂(AIBN或BPO)会导致双 基终止严重。 RAFT法聚合产物的链端为活性基团、在反应最后阶段需进行基团转化。 SFRP法反应温度高时间长,需要加入加速剂。 Iniferter体系比较简单,实验条件温和。
引发转移终止剂
• 引发转移终止剂是指在自由基聚合过程中同时起到引发、转移和终止作用的 合物.

一般可分为热分解和光分解两种类型.
Iniferter的分类
一、热分解型(Thermoiniferter ) 热分解型Iniferter通常是对称的六取代乙烷类化合物,其中又以1, 2-二取代的四苯基乙烷衍生物居多。另外还有偶氮键的三苯甲基偶氮 苯(PAT)和S—S键的四乙基秋兰姆(TD)。
• 研究发现,这些对称的碳-碳键thermoiniferter引发极性单体MMA的 聚合为活性聚合,所得的PMMA 可以作为大分子引发剂引发第二单体 苯乙烯聚合,制备PMMA-b-PSt嵌段共聚物。 • 然而对于引发非极性单体St的聚合来说,它们的作用与传统自由基聚 合引发剂类似,没有活性聚合的特征。

• • • •
参考文献:钦曙辉,丘坤元. 新型引发转移终止剂引发烯类单体活性自由 基聚合及共聚合,高分子学报,2002, 4(2):127-136
Thank you!
采用PSt-CCDCM(以DDDCS 热引发St 聚合产物)还可以引发甲基丙烯酸叔 丁酯(t-BMA)聚合,制备PtBMA-b-PSt-b-PtBMA 嵌段共聚物。此嵌段共聚 物经水解去掉酯基,可得到两端为聚甲基丙烯酸链段的两亲性嵌段共聚物。Βιβλιοθήκη Iniferter法应用小结
1)用于苯乙烯(St)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的控制聚合;
2+ nSt
+
2
异构化
二、光分解型(Photoiniferter) 光分解型Iniferter主要是指含有二乙基二硫代氨 基甲酰氧基(DC)基团的化合物,相对来讲种 类比较多。 2-N,N-二乙基二硫代氨基甲酰氧基乙酰对甲苯胺(TDCA)
2-N,N-二乙基二硫代氨基甲酰氧基乙酸乙酯和丁酯(EDCA和BDCA)等
下图为常用光引发转移终止剂的结构式。
单官能团
双官能团
多官能团
反应机理
引发St所得聚合物数均分子量 随转化率线性增加,并且得到 的PSt 含有DC端基,可以进一 步发生扩链反应和嵌段共聚合 反应。说明聚合具有活性自由 基聚合的特征,但分子量分布 较宽。
这些光引发转移终止剂多用来引发乙烯类单体活性聚合来制备端基 功能化聚合物及嵌段、接枝共聚物。 光引发转移终止剂的一个显著的优点是可聚合单体多,尤其是能实 现乙酸乙烯酯和异戊二烯等单体的活性聚合。
1982 年由日本大阪市立大学Otsu教授 首先提出引发转移终止剂法Iniferter (Initiator-transfer agent-terminator)
大津隆行 Takayuki Ostu
•用一些特殊的引发剂引发单体聚合时,偶合 终止与歧化终止都可忽略,此时,只发生向 引发剂的转移,生成的聚合物两端一定带有 引发剂残基,增长是由单体插入R—R的共价 键之间实现
α-端
ω-端
α-端
ω-端
北京大学钦曙辉等人研究了两种C—C键型高活性热引发转移终止剂 2,3-二氰基-2,3-二苯基丁二酸二乙酯(DCDPS)和 2,3-二氰基-2,3-二(对-甲苯基)丁二酸二乙酯(DCDTS)引发 MMA与St本体聚合。
它们的活性较高,以DCDPS 为例,在50℃就可以实现 MMA 的活性聚合,得到高分 子量、窄分子量分布的PMMA。 此外,采用DCDPS首次在小 分子Iniferter领域实现了非极 性单体St的活性自由基聚合。 DCDPS
引发转移终止剂法(Iniferter) 活性自由基聚合
胡博文
能实现可控/“活性”自由基聚合的方法主要有:
1)引发转移终止剂法(Initiator-transfer Agent Terminator, Iniferter); 2)稳定自由基调控聚合法(Stable Free Radical Polymerization,SFRP), 稳定自由基主要是氮氧自由基; 3)可逆加成-裂解链转移聚合(Reversible Addition Fragment Chain Transfer, RAFT); 4)原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization, ATRP)。
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