【摘要】：原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)是聚合物科學(xué)發(fā)展最迅速的領(lǐng)域之一。它可以控制聚合物的分子量,能夠合成分子量分布窄的聚合物以及各種精細(xì)結(jié)構(gòu)的均聚物或共聚物。但是目前化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來(lái)很大的危害,因此,研究者致力于綠色化學(xué)理念。鐵催化劑因毒性低、價(jià)格低、儲(chǔ)量豐富、生物相容性好被廣泛應(yīng)用于ATRP體系中。在鐵調(diào)控的ATRP體系中,有機(jī)配體不僅能夠促進(jìn)鐵鹽溶解在有機(jī)介質(zhì)中,也能夠調(diào)整金屬中心的氧化還原電位。盡管如此,有機(jī)配體的利用通常導(dǎo)致不可避免的污染,增加了分離金屬催化劑配合物的困難,這使得ATRP違背了環(huán)境友好的原則。本文為構(gòu)建綠色ATRP體系,開(kāi)展了如下工作:(1)研究了極性溶劑作用下鐵催化的電化學(xué)調(diào)控的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(eATRP)體系。多種極性溶劑(NMP、DMF、DMI、MeCN、PEG200)被作用于鐵催化的甲基丙烯酸甲酯的eATRP體系,在不同的極性溶劑作用下都有很好的控制性,這說(shuō)明在eATRP體系中極性溶劑與鐵催化劑有很強(qiáng)的配位作用。該體系無(wú)需添加配合物和還原劑,并采用毒性很低的鐵催化劑,更具綠色性。(2)研究了無(wú)配體鐵催化的ATRP方法制備PEO基嵌段共聚物。該體系僅包含單體、大分子引發(fā)劑PEO-Br、鐵催化劑三種成分。在不同分子量PEO-Br引發(fā)作用下都有很好的控制性,這說(shuō)明PEO-Br不僅有引發(fā)作用,同時(shí)還能與Fe催化劑配位。極性溶劑雖價(jià)格低廉,但仍含有少許毒性、易揮發(fā),本節(jié)采用無(wú)配體體系構(gòu)建的ATRP體系更加符合如今提倡綠色化學(xué)。通過(guò)無(wú)配體鐵催化的ATRP法制備的嵌段共聚物成功應(yīng)用于聚合物電解質(zhì)中,在常溫下能得到電導(dǎo)率較好的聚合物電解質(zhì)膜。
【圖文】：

Figure 1-1 Mechanism of NMP, OMRP, ATRP, RAFTRPTRP 機(jī)理TRP 是高分子化學(xué)合成領(lǐng)域中發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域，自 1995 年[18, 19]，即成為合成結(jié)構(gòu)明晰聚合物的高效方法。圖 1-2 為過(guò)渡金 ATRP 機(jī)理圖[17]，其中 M 為單體，Mt為金屬催化劑，X 為鹵體，ka為活化速率常數(shù)。Mtn/L 奪取烷基鹵化物（Pn-X）中的鹵素性自由基鏈（Pn ）和高價(jià)態(tài)金屬化合物 X-Mtn+1/L，Pn 繼續(xù)引發(fā)，形成聚合物，同時(shí) P 又奪取 X-Mtn+1/L 中的鹵素，鈍化形成 P/L，這兩個(gè)過(guò)程同時(shí)發(fā)生的。這個(gè)可逆平衡過(guò)程是通過(guò)鹵素交換，因此稱作為原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

OMRP,ATRP, RAFT 機(jī)理圖[17]Figure 1-1 Mechanism of NMP, OMRP, ATRP, RAFTPRP 機(jī)理RP 是高分子化學(xué)合成領(lǐng)域中發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域，自 1995 8, 19]，即成為合成結(jié)構(gòu)明晰聚合物的高效方法。圖 1-2 為過(guò)渡ATRP 機(jī)理圖[17]，其中 M 為單體，Mt為金屬催化劑，X 為鹵，，ka為活化速率常數(shù)。Mtn/L 奪取烷基鹵化物（Pn-X）中的鹵自由基鏈（Pn ）和高價(jià)態(tài)金屬化合物 X-Mtn+1/L，Pn 繼續(xù)引形成聚合物，同時(shí) P 又奪取 X-Mtn+1/L 中的鹵素，鈍化形成 ，這兩個(gè)過(guò)程同時(shí)發(fā)生的。這個(gè)可逆平衡過(guò)程是通過(guò)鹵素交
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O631

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