以离子液体为溶剂的原子转移自由基聚合反应研究

论文摘要

本文以CuBr、五甲基二乙烯三胺（PMDETA）为催化剂,2-溴丙酸乙酯（EPN-Br）为引发剂,研究了离子液体中甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯腈（AN）的原子转移自由基（ATRP）均聚及嵌段共聚反应。首先研究了MMA在离子液体中的ATRP反应,通过红外光谱及核磁共振碳谱分析表明,在离子液体中聚合所得PMMA具有与在常规溶剂乙腈中相同的化学结构,但其立构规整度更高,其序列分布符合Bernoulli统计模型。聚合反应动力学的研究发现;在离子液体中,MMA的ATRP反应表现出一级反应的特征,分子量的增长与转化率呈线性关系。控制聚合反应的温度、反应物的配比,可以控制PMMA的分子量分布（1.10≤（?）w/（?）n≤1.50）。与分子溶剂乙腈相比,相同条件下,离子液体不仅能提高MMA的聚合速率而且还能增大聚合产物的分子量。但是所得聚合产物的分子量与理论计算值相差较大,聚合物的分子量难以控制。根据Arrhenius公式我们计算出该聚合反应的表观活化能△Eaapp为6.95kJ/mol,远小于AN的原子转移自由基聚合（38.31kJ/mol）,说明MMA反应活性较强,反应过程中容易产生非活性聚合。首次以离子液体为溶剂实现了AN的ATRP反应。研究结果表明;丙烯腈在离子液体[bmim]Cl中进行ATRP反应所得聚合产物比在有

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 活性聚合
• 1.3 原子转移自由基聚合
• 1.3.1 原子转移自由基聚合的基本原理与特点
• 1.3.2 原子转移自由基聚合反应的应用研究
• 1.3.3 以离子液体为溶剂的原子转移自由基聚合
• 1.4 本文的研究意义和研究内容
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 研究内容
• 参考文献
• 第二章 离子液体中甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基均聚反应
• 2.1 引言
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 原料及试剂
• 2.2.2 聚合反应
• 2.2.3 离子液体及催化剂的回收与再利用
• 2.2.4 红外光谱
• 13C NMR谱'>2.2.5¹³C NMR谱
• 2.2.6 GPC法测定聚合物分子量分布
• 2.2.7 粘度法测定粘均分子量
• 2.2.8 聚合物中铜含量的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 聚合反应机理
• 2.3.2 聚合物结构及立构分析
• 2.3.3 聚合反应动力学研究
• 2.3.4 离子液体、催化剂和配位剂的回收利用
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 离子液体中丙烯腈的原子转移自由基均聚反应
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 原料及试剂
• 3.2.2 聚合过程
• 3.2.3 离子液体的回收与再利用
• 3.2.4 红外光谱
• 13C NMR谱'>3.2.5¹³C NMR谱
• 3.2.6 GPC法测定聚合物的分子量分布
• 3.2.7 粘度法测定分子量
• 3.2.8 聚合物中铜含量的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 聚合反应机理
• 3.3.2 聚丙烯腈的结构及立构分析
• 3.3.3 以IL为溶剂的AN聚合反应动力学研究
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 离子液体中丙烯腈与甲基丙烯酸甲酯的原子转移自由基嵌段共聚反应
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 原料及试剂
• 4.2.2 聚合反应
• 4.2.3 红外光谱
• 13C NMR谱'>4.2.4¹³C NMR谱
• 4.2.5 GPC法测定聚合物的分子量分布
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 聚合反应机理
• 4.3.2 嵌段共聚物的结构及立构分析
• 4.3.4 反应条件对原子转移自由基嵌段聚合反应动力学研究
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 结论
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 致谢