N,N-二甲基苯胺/α-溴苯基乙酸乙酯引发的甲基丙烯酸酯类单体的可见光自由基聚合

作     者：周俊鹏 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马育红

授予年度：2017年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

主      题：“活性”自由基聚合 光聚合 N,N-二甲基苯胺 α-溴苯基乙酸乙酯 4-氰基-4(苯基硫代甲硫基)戊酸 

摘      要：可见光自由基聚合因其反应条件温和,能耗低和绿色环保等优点成为近年来高分子化学的一个研究热点。目前可见光光敏剂或者催化剂大部分是过渡金属化合物及杂环和多环类的有机化合物。这些催化剂/引发剂在大批量聚合物的制备应用中还存在一些挑战。因此开发简单廉价的可见光自由基聚合新引发体系,仍然是高分子化学研究的重要课题之一。1.使用N,N-二甲基苯胺(DMA)作为可见光引发剂引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合,但DMA的引发效率较低。通过加入α-溴苯基乙酸乙酯(EBP)可以加快聚合反应速率和提高DMA的引发效率,但EBP本身不能引发聚合。聚合反应速率随着DMA或EBP用量增大而加快,但聚合物相对分子质量基本保持不变(30000 g/mol)。聚合物的相对分子质量与所使用的溶剂有一定的关系,实验结果显示在极性较大的溶剂中相对分子质量也较大。以DMA为溶剂时聚合反应速率随着EBP用量的增加先增大后减小,在[EBP]/[MMA]为0.5%时聚合反应速率最快。聚合反应可以通过光源的开与关实现快速高效的“开与“关。2.向聚合体系中加入链转移剂4-氰基-4(苯基硫代甲硫基)戊酸(CTP),当[DMA]/[EBP]/[CTP]为 5:1:2 时实现了 MMA “活性自由基聚合。相对分子质量随着转化率线性增加,相对分子质量分布较窄(1.1)。在DMSO,苯甲醚和DMF这三种溶剂中,聚合反应在DMSO溶剂中最快,其次是苯甲醚溶剂中,最慢的是在DMF溶剂中,但在DMSO溶剂中相对分子质量分布相对较宽。甲基丙烯酸苄酯(BnMA)和甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)在该体系下也实现了“活性聚合。