GMA的ATRP聚合及立构规整性的研究

论文摘要

甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）是一种含环氧基的烯类单体,通过均聚合或者共聚合可以制备带有环氧基团的聚合物大分子。而环氧基是活泼的功能基团,通过聚甲基丙烯酸缩水甘油酯中环氧基的反应,可以合成多种功能性的高分子材料,因此研究制备聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PGMA）具有一定的实际意义。原子转移自由基聚合（ATRP）是一种新的可控聚合方法,这种聚合对单体分子中的官能团具有耐受性,因此采用ATRP法制备分子量可控且具有窄分子量分布的PGMA,有利于PGMA的进一步应用。此外,对聚甲基丙烯酸缩水甘油酯进行开环制得旋光性聚合物可以尝试用于高效液相色谱分离中的手性固定相,为其进一步应用奠定基础。本论文以2-溴丙腈为引发剂,N-正丙基-2-吡啶甲撑亚胺（PPMI）为配体,溴化亚铜为催化剂,通过原子转移自由基聚合制备分子量可控且具有窄分子量分布的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯,然后与S-（-）-a-甲基苄胺进行开环反应,制备旋光性聚合物。采用FT-IR、1H-NMR和13C-NMR对配体PPMI、聚合物PGMA及旋光性聚合物进行结构分析与表征。通过凝胶渗透色谱（GPC）分析,测定PGMA的分子量及分子量分布,通过ln[M]0/[M]与反应时间、聚合物分子量与单体转化率和聚合物分子量分布指数与转化率曲线分析,结果表明GMA在此条件下的ATRP的聚合为“活性”/可控聚合,并分析了影响聚合反应速率的因素。通过1H-NMR测试结果,对PGMA的立构规整性进行研究。认为聚合物PGMA的间同立构、全同立构和无规立构聚合物的含量与反应时间和单体/引发剂配比关系不大,但是PGMA的立构规整性会随反应温度、溶剂种类、溶剂／单体配比和引发剂／催化剂配比的不同而发生变化；采用原子转移自由基聚合方法制备PGMA比传统自由基聚合物的立构规整度有所提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 原子转移自由基聚合及研究进展
• 1.2.1 聚合反应及其分类
• 1.2.2 自由基聚合机理及其应用
• 1.2.3 活性自由基聚合及其研究进展
• 1.2.4 原子转移自由基聚合机理及其研究进展
• 1.2.5 聚合物的立构规整性
• 1.3 旋光性聚合物及其研究进展和应用
• 1.4 本文研究的意义和主要内容
• 1.4.1 本论文研究的意义
• 1.4.2 本论文研究的主要内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 引言
• 2.2 实验原料和设备
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验原材料预处理
• 2.4 配体N-正丙基-2-吡啶甲撑亚胺的制备
• 2.5 通过ATRP制备PGMA
• 2.5.1 合成原理
• 2.5.2 实验流程
• 2.5.3 实验装置
• 2.5.4 实验步骤
• 2.6 旋光性聚合物PGMA-S-MBA的制备
• 2.7 分析与表征
• 2.7.1 外光谱（FT-IR）分析
• 2.7.2 核磁共振（NMR）分析
• 2.7.3 凝胶渗透色谱（GPC）分析
• 2.7.4 圆二色谱光谱（CD）分析
• 2.7.5 比旋光度测定
• 2.7.6 紫外可见分光光度法
• 2.8 本章小结
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 配体N-正丙基-2-吡啶甲撑亚胺（PPMI）的结构确认
• 3.1.1 配体PPMI的红外光谱分析
• 1H-NMR和¹³C-NMR分析'>3.1.2 配体PPMI的¹H-NMR和¹³C-NMR分析
• 3.2 PGMA的结构分析
• 3.2.1 PGMA的红外光谱分析
• 1H-NMR分析'>3.2.2 PGMA的¹H-NMR分析
• 3.3 聚合过程单体转化率的计算方法
• 3.4 ATRP活性自由基聚合体系"活性"特征的确认
• 3.5 GMA的原子转移自由基聚合反应影响因素分析
• 3.5.1 溶剂种类的影响
• 3.5.2 反应温度的影响及GMA的ATRP聚合动力学分析
• 3.5.3 催化剂/配体摩尔比的影响
• 3.5.4 溶剂/单体配比的影响
• 3.5.5 单体/引发剂摩尔比的影响
• 3.5.6 引发剂/催化剂摩尔比的影响
• 3.6 旋光聚合物PGMA-S-MBA的测试分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 PGMA立构规整性的研究
• 4.1 引言
• 4.2 PGMA立构规整性的表征
• 4.3 PGMA立构规整性的影响因素分析
• 4.3.1 反应时间的影响
• 4.3.2 反应温度的影响
• 4.3.3 溶剂种类的影响
• 4.3.4 溶剂/单体配比的影响
• 4.3.5 单体/引发剂配比的影响
• 4.3.6 引发剂/催化剂配比的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢