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活性自由基聚合 2021.11.05

活性自由基聚合是结合自由基聚合和阴离子活性聚合各自的优点而衍生的一种新型聚合方式,它可以像自由基聚合一样在温和条件下进行而不容易发生副反应,同时又能够像阴离子聚合那样控制聚合物分子量,得到窄分子量分布的高性能聚合物。目前研究最多的活性自由基聚合有原子转移自由基聚合(ATRP),可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)以及氮氧调节自由基聚合(NMP)。可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)适用的单体范围及反应条件更广,十分有利于含特殊官能团烯类单体的聚合反应,所得聚合物的分子量分布较 ATRP聚合更窄(通常小于1.2,有时小于1.1)。

链转移剂是RAFT活性自由基聚合的关键。适用于甲基丙烯酸酯类单体聚合的链转移剂比较少。由于甲基丙烯酸酯类单体的增长链自由基空间位阻大,不易加成到单体上去(也就是链增长速率常数相对于其他单体比如苯乙烯、丙烯酸酯类要小),也不易加成到链转移剂上去(加成速率常数相对低),使得RAFT过程在聚合前期不可控,这就要求链转移剂的Z基团(活化基团)必须能够有足够的活化能力,让加成步骤更容易进行,但这样还不够,也就是要R基团(离去基团)能够容易快速地实现裂解,从而完成整个RAFT过程。

RAFT方法为合成嵌段共聚、梯度共聚、梳型刷型共聚、星型、超支化和网络状的共聚物等各种特定拓扑结构的聚合物提供了方便。是润滑油脂、涂料等行业用高端超分散剂合成的有效途径。

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