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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

原子转移自由基聚合法 PMMA、

PGMA 合成表征

黄成
( 江西省建筑材料工业科学研究设计院 , 江西 南昌 330001)

摘要 ： 本课题研究在离子液体中采用 ATRP 技术，以乙二胺 /CuBr 为催化体系，二溴异丁酸乙酯为引发剂，在一定反应条件
下成功合成了甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物，转化率达 70%。并且通过改变反应体系中某一反应条件如 ：反应
温度、反应时间、引发剂用量、配体种类及其用量等，从而达到对聚合物分子量及分子量分布的精确控制。通过 ATR-FTIR 和
1H-NMR 表征证明，成功合成了甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物。凝胶渗透色谱 (GPC) 测试聚合物分子量及分子
量分布情况表明 ：通过研究其反应聚合动力学发现该反应为一级聚合反应，聚合过程活性可控 ；在反应条件确定时所得的聚合物
链分子量随转化率的增加而线性增加，聚合物平均分子量保持在一定数值之内，分子量分布在较窄。
关键词 ： 原子转移自由基聚合 ；结分子量可控 ；分子量分布 ；聚合动力学
中图分类号 ： TQ325.7 文章编号 ： 1009-797X(2019)22-0050-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.22.009

传统的自由基聚合存在反应过程难控制，所得产 自聚方面的一个新的探索与研究。
物分子量大小分布不均等缺点。ATRP 方法对单体的 本课题拟在离子液体体系中，采用 ATRP 法对单
适用范围很广。并且反应条件比其他类型的聚合反应 体甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯进行自聚。
要简单，速度也相对较快，可聚合的单体类型广，分 本课题关键在于研究反应条件如温度的变化、引发剂
子结构的设计裁剪能力强，还有，产物分子量可控， 的用量、配体的选择以及配体的用量对分子量控制的
分子量分布窄等等许多优点 [1] 。并且它是活性聚合， 结果及分析，看看它对分子量控制的影响，并对其性
容易控制聚合过程有温和的反应条件。实现分子量的 能进行分析。本课题主要进行以下几个方面的研究工
可控聚合，有利于资源的最大化利用，从而节约资源， 作：
对化工工业化生产有很大的指导意义。在实际应用中， （1）用 ATRP 法使甲基丙烯酸甲酯自聚，合成
不同分子量的聚合物其性能和用途不同。因此，聚合 PMMA，并研究其反应机理对产物进行称重和红外表
物合成过程中的分子量控制具有重要的意义。例如， 征，核磁分析等手段检测。
在 213℃的高温下可以长时间保持力学强度的，变形 （2）用 ATRP 法合成 PGMA，并研究其反应机理，
也很小的，超高分子量 PMMA 就能做到。况且，它还 对产物进行称重和红外表征，核磁分析等手段检测。
具有超高的抗划痕硬度和优质的耐磨损性。并且因为 （3）在离子液体中研究反应条件对合成产物的影
完全没有含稳定剂，聚合引发剂和其他低分子化合物， 响。其中探究了温度、引发剂用量、配体种类及其用
拥有非常好的的透明性和长期稳定性，像这样的高分 量、催化剂种类及其用量、单体用量和反应时间等对
子聚合物，可以在生命活体中存在，因为很安全。还 聚合物分子量及其他的分布的影响。
可在人工齿，人工骨方面有所建树，也可作通信材料
或应用于生物医学高分子材料领域。ATRP 法进行甲 1 实验部分
基丙烯酸甲酯自聚或甲基丙烯酸缩水甘油酯自聚已被 1.1 实验原料及仪器
广泛关注与研究，但是对于控制用 ATRP 法合成的聚 主要实验药品及实验仪器见表 1、表 2。
合物分子量及其分布的研究还尚未见报道，本课题拟
作者简 介 ：黄成 (1990-)，硕士研究 生，现从事建筑 材料
采用 ATRP 法实现单体自聚，从而赋予聚合物某种功
的研发和检测工作。
能性。本课题对该方法的成功运用也是在 ATRP 单体 收稿日期 ：2018-04-04

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