梯度共聚物的可控制备及其性能

梯度共聚物是近年来伴随着活性聚合方法而发展起来的一种新型共聚物,其特点在于单体单元组成沿着分子链方向逐渐变化,链结构界于常见的无规共聚物和嵌段共聚物之间。本文从梯度共聚物的结构特点入手,总结了其可控制备方法、表征手段、物化性质以及应用前景。基于共聚动力学模型控制单体加料速率的半连续活性/可控自由基聚合可实现梯度共聚物的结构定制,基于多步单体进料方式的RAFT乳液聚合则由于其简单和高效将成为梯度共聚物可控制备的重要方法。梯度共聚物的自组装行为和微观聚集态不同于嵌段共聚物,表现出独特的界面活性、热学特性和力学性能,组成梯度结构有望成为调控高分子材料性能的新参数,梯度共聚物有望在乳化剂、相相容剂、阻尼材料、多形状记忆材料等领域得到应用。     

梯度共聚物的研究进展

阐述了梯度共聚物的概念;综述了梯度共聚物的各种制备方法,并对不同的制备方法作了相应的比较;对新近出现的制备方法还介绍了聚合原理;讨论了特殊的梯度共聚物———“分子刷”的结构特点,举例说明了其制备过程;总结了梯度共聚物在涂料及胶粘剂的分散、聚合物的增溶和热学性质的改性等方面的用途;指出了梯度共聚物可能的研究方向。     

苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯梯度共聚物的合成

以2－溴异丁酸乙酯为引发剂,溴化亚酮／联二吡啶／铜为催化剂,通过原子转移自由基聚合（ATRP）以及连续补加第二单体的方法制备苯乙烯（St)－甲基丙烯酸甲酯（MMA）梯度共聚物。共聚物相对分子质量的可控性和窄分布证明这是一种活性聚合过程,反应过程中聚合物链的组成变化情况说明形成了梯度结构;聚合温度和MMA加料速度影响聚合速率和共聚物梯度结构,聚合温度升高和加料速度增大使聚合速率加快;改变单体与引发剂的配比,可以得到相应的相对分子质量聚合物。     

丙烯腈嵌段共聚物的合成及其自组装研究进展

综述了含聚丙烯腈(PAN)嵌段共聚物的合成方法及其在溶液中的自组装技术。对常用的活性自由基聚合方法,如原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合、氮氧自由基聚合(NMP)以及钴调介自由基聚合(CMRP)等方面的研究进行了总结,同时对PAN类嵌段共聚物在溶液中的自组装技术进行了概括。最后提出了现有技术存在的问题,并对其今后发展方向进行了展望。     

功能化聚烯烃接枝共聚物的制备和应用研究新进展

介绍了制备功能化聚烯烃接枝共聚物的意义及近年来功能化聚烯烃接枝共聚物的设计与合成中的应用研究新进展,重点评述了制备功能化聚烯烃接枝共聚物时所采用的3种方法,I偶合接枝法;II引发接枝法:1阴离子聚合;2硼氧自由基存在下的控制自由基聚合;3原子转移自由基聚合(ATRP);4氮氧自由基存在下的控制自由基聚合(NMRP);5可逆加成-裂解链转移活性自由基聚合(RAFT);III直接接枝法,并对上述方法进行了简单的优缺点对比。随后介绍了功能化聚烯烃接枝共聚物的应用。最后对功能化聚烯烃接枝共聚物的未来发展趋势进行了展望,认为对新型、高效、实用的制备方法的探索以及实际应用将是功能化聚烯烃接枝共聚物领域的主要研究方向。     

原子转移自由基聚合在聚合物分子设计中的应用

原子转移自由基聚合反应 ( ATRP)是一种新的活性自由基聚合方法 ,自 1995年提出后 ,引起高分子合成化学及工业界的关注。本文详细介绍了 ATRP在端功能基聚合物、大分子单体、嵌段共聚物、接枝共聚物、星形聚合物、梯度共聚物、超支化聚合物等聚合物分子设计中的应用     

复杂聚合物链结构的可控制备与新材料

自由基聚合与配位聚合的产物通常为宽分子量分布的均聚物或无规共聚物。近二十年来,活性/可控自由基聚合、活性/可控配位聚合、链穿梭聚合的研究取得突破。这些方法使得几乎所有的乙烯基单体,特别是廉价易得的单体,都可用作原料来制备原来无法制备得到的两嵌段、多嵌段共聚物、梯度共聚物等更为复杂聚合链结构。合理设计这些复杂的链结构,有望得到高性能、高附加值合成材料。介绍了这些新型聚合原理的机理、新进展,讨论了它们潜在的应用前景。     

含氟丙烯酸酯共聚物的研究进展

含氟丙烯酸酯共聚物具有防水防油、耐腐蚀和抗沾污等特点,因而在纺织、建筑、航空和电子等领域得到广泛应用。着重介绍了含氟丙烯酸酯共聚物的聚合方法(如乳液聚合、溶液聚合和光引发本体聚合等)、特点及其应用(如涂料、织物整理剂和压敏胶等),并对含氟丙烯酸酯共聚物的发展方向进行了展望。     

ATRP以及ATRP法制备嵌段共聚物研究进展综述

原子转移自由基聚合(ATRP)是合成嵌段共聚物的有效途径。本文介绍了原子转移自由基聚合(ATRP)的基本原理以及ATRP在反应体系,实验方案的研究进展,并且概述了近年来采用ATRP制备嵌段共聚物的研究进展。     

含聚乙二醇的嵌段共聚物的合成及自组装研究进展

综述了通过活性自由基聚合如原子转移自由基聚合（ATRP）、氮氧稳定自由基聚合（NMP）、可逆加成断裂链转移聚合（RAFT）等方法合成含聚乙二醇（PEG）的嵌段共聚物的研究进展,并对含PEG类嵌段共聚物在溶液中的自组装技术和在药物载体、介孔材料以及碳纳米管中的应用进行了归纳,指出含PEG的嵌段共聚物可以自组装成多种形貌,直接影响材料的性能和应用,所以这些结构有潜在的应用价值和应用前景,并且合成新的含PEG的嵌段共聚物和开发具有新型结构、形貌可控的自组装体以及新的应用领域是今后的一个热点问题,具有重要的科学研究意义和实际应用价值。     

可控/活性聚合在无机粒子表面接枝研究进展

介绍了一些主要的可控／活性自由基聚合法,包括氮氧调解自由基聚合法（NMRP）、原子转移自由基聚合法（ATRP）、可逆加成断裂链转移聚合法（RAFT）在粒子表面接枝聚合形成无机纳米粒子／聚合物的壳核结构,达到了对粒子改性的目的。并提出了一些目前研究中存在的问题,对可控／活性聚合应用的发展进行了展望。     

Chemical Functionalization of Graphene Oxide by Poly(styrene sulfonate) Using Atom Transfer Radical and Free Radical Polymerization: A Comparative Study

Poly(sodium styrenesulfonate)-functionalized graphene was prepared from graphene oxide, using atom transfer radical polymerization and free radical polymerization. In atom transfer radical polymerization route, the amine-functionalized GO was synthesized through hydroxyl group reaction of GO with 3-amino propyltriethoxysilane. Atom transfer radical polymerization initiator was grafted onto modified GO (GO-NH₂) by reaction of 2-bromo-2-methylpropionyl bromide with amine groups, then styrene sulfonate monomers were polymerized on the surface of GO sheets by in situ atom transfer radical polymerization. In free radical polymerization route, the poly(sodium 4-styrenesulfonate) chains were grafted on GO sheets in presence of Azobis-Isobutyronitrile as an initiator and styrene sulfonate monomer in water medium. The resulting modified GO was characterized using range of techniques. Thermal gravimetric analysis, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and atomic force microscopy results indicated the successful graft of polymer chains on GO sheets. Thermogravimetric analysis showed that the amount of grafted polymer was 22.5 and 31?wt% in the free radical polymerization and atom transfer radical polymerization methods, respectively. The thickness of polymer grafted on GO sheets was 2.1?nm (free radical polymerization method) and 6?nm (atom transfer radical polymerization method) that was measured by atomic force microscopy analysis. X-ray diffractometer and transmission electron microscopy indicated that after grafting of poly(sodium 4-styrenesulfonate), the modified GO sheets still retained isolated and exfoliated, and also the dispersibility was enhanced.     

活性自由基乳液聚合的研究进展

活性自由基乳液聚合是一个非常新的研究领域。介绍了目前活性自由基乳液聚合领域的3种常用的方法及应用这些方法进行乳液聚合的研究进展,包括:原子转移自由基聚合(ATRP),氮氧调节自由基聚合(NMP)和可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)。     

水性体系用颜料分散剂的分子量及分子量分布的控制

采用自由基聚合和稳定自由基聚合,可合成水性体系用的颜料分散剂。介绍了低聚合度、窄分子量分布的聚合物分散剂的控制方法。引发剂、链转移剂、单体的浓度、溶剂种类、反应方式、温度等诸因素对分散剂的分子量和分子量分布有很大影响。讨论了诸因素对分散剂分散性的影响。     

星形聚合物微凝胶的合成及其研究进展

星形微凝胶是1种具有特殊结构的聚合物微凝胶,具有广阔的应用前景。活性聚合(如阴离子活性聚合、阳离子活性聚合、氮氧稳定自由基聚合及原子转移自由基聚合(ATRP))是星形微凝胶合成的最常用且最有效的方法。对该方法在星形微凝胶合成方面的应用及其研究进展进行了综述。     

Styrene/4-hydroxystyrene random, block and gradient copolymers modified with an organic dye: Synthesis by controlled radical polymerization and characterization of electrorheological properties

Styrene/4-hydroxystyrene block and gradient copolymers containing the organic dye Disperse Red 1 (S/HSDR) were synthesized using nitroxide-mediated controlled radical polymerization, and a random copolymer was made using conventional free radical polymerization. The three types of S/HSDR copolymer, with similar molecular weight and composition but different S/HSDR sequence distributions along each copolymer chain, were used as dispersed particles for a study of electrorheological (ER) suspensions. The characterization of each ER fluid as a function of controlled molecular structure in suspension showed different ER behaviors. In particular, the suspension of the S/HSDR gradient copolymer showed the greatest degree of enhancement in shear viscosity, by as much as a factor of 10, upon application of a 1700 kV/m electric field.     

Atom transfer radical polymerization of styrene using a copper catalyst with a pseudohalogen anion

Atom transfer radical polymerization has been a very useful method in the recent advances in controlled radical polymerization. It needs an activated alkyl halide as an initiator and a copper halide as a catalyst. This investigation reports the successful application of copper thiocyanate, a catalyst with a pseudohalide anion, in the presence of different ligands such as N,N,N=,N″,N?,N?‐hexamethyltriethylenetetramine (HMTETA), pentyl‐2‐pyridylmethaneimine, and substituted bipyridine in the atom transfer radical polymerization of styrene. Among the three ligands used, HMTETA was found to be very efficient. The polymers were characterized with ¹³C‐NMR, matrix‐assisted laser desorption/ionization time‐of‐flight mass spectrometry, and gel permeation chromatography analysis. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 98: 1418–1426, 2005