论文部分内容阅读
本文通过对Irgacure2959(1-[4-(2-羟乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基丙醛)进行端羟基的化学改性合成一种多功能的引发剂Br-HE-HMPP-Br。然后以受阻胺哌啶醇衍生物(氮氧自由基)为调控剂,Br-HE-HMPP-Br作为光引发剂,采用光聚合方法研究了甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸正丁酯(n-BA)阴离子型可控/“活性”微乳液聚合,深入系统地研究了MMA和n-BA微乳液可控光聚合动力学规律,最后以微乳液光聚合所得的Br-PMMA作为大分子引发剂,与ATRP结合制备出PMMA-PS(苯乙烯)嵌段聚合物,为以后光化学合成核-壳结构的纳米粒子作基础。主要工作和结论如下:
(1)使用商用光引发剂Irgacure2959作基体,在弱碱吡啶的催化下,与2-溴异丁酰溴反应,使得Irgacure2959的两个端羟基发生化学反应,合成出Br-HE-HMPP-Br。通过元素分析、核磁氢谱(1H-NMR)和红外光谱(FTIR)等技术手段对合成产物的结构进行了综合表征,证明了Br-HE-HMPP-Br的化学组成与分子结构。同时比较了Br-HE-HMPP-Br与Irgacure2959的紫外可见光吸收光谱强吸收峰,证明了二者具有类似的吸收光谱特征。
(2)在室温条件下,以Br-HE-HMPP-Br为光引发剂,对CTAB(十六烷基三甲基溴化胺)/正丁醇/MMA/H2O的反相微乳液体系进行了光聚合行为的研究。实验结果发现:以单分子的HTEMPO(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧自由基)作为氮氧自由基调控剂时,MMA的聚合诱导期很长,而且聚合速率相当慢。而以TMP(四甲基哌啶醇)/HTEMPO作为双分子的调控剂时,可以克服了上述的缺点。然而,尽管聚合速率有所提高,但最终转化率还是在45%以下。单体的转化率与时间曲线符合一级线性动力学关系,但在分子量分布(PDI)仍在1.5~1.9之间,且分子量的增长并没有呈现出线性增长特征。这表明TMP/HTEMPO为调控剂的体系对MMA的聚合行为虽然有一定的调控作用,但是效果不明显。与本实验室前期的工作相比,PDI处于一个较高的范围。
(3)相似的,在室温条件下,以Br-HE-HMPP-Br为光引发剂,对CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)/正丁醇/BA/H2O的反相微乳液体系进行了光聚合行为的研究。研究发现:采用单分子调控剂HTEMPO对n-BA的微乳液光聚合体系有着较好的调控作用。在一定条件下,分子量和聚合反应时间的曲线呈现出较好的线性关系,PDI在1.47~1.8较窄的范围内,表现出一定的活性/“可控”的特征。
(4)使用大分子链Br-PMMA对St单体,在结合ATRP技术下对制备PMMA-PS嵌段聚合物作了初步的研究。研究发现:在130℃下,以initiator:CuBr:bpy=1:1:3,引发剂用量为10wt%的配比反应8h,可以制备出PMMA-PS的嵌段聚合物。通过其GPC数据可以发现PMMA-PS和大分子引发剂的曲线出现了明显的偏移。据此证实了所得的产物为PMMA-PS嵌段聚合物。