[發(fā)明專利]一種利用低溫共熔體作用的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611069769.4
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106749805B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛志剛;王計嶸;解孝林;周興平;韓建宇;周俊
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C08F120/14
• 分類號: C08F120/14;C08F120/18;C08F2/06;C08F4/80
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 紀(jì)元

本發(fā)明公開了一種利用低溫共熔體作用的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法，其特征在于，該方法是在低溫共熔體的環(huán)境中，使單體、引發(fā)劑以及催化劑三者相混合，從而使單體進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)生成相應(yīng)的聚合物；低溫共熔體為液態(tài)。本發(fā)明通過對原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)所采用的介質(zhì)環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)，將低溫共熔體作為聚合體系的溶劑或者配體，能夠?qū)υ愚D(zhuǎn)移自由基聚合體系的組分進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，克服現(xiàn)有技術(shù)中的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法所用配體價格昂貴、毒性較大的缺點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子活性聚合領(lǐng)域，更具體地，涉及一種利用低溫共熔體作用的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法，該方法利用低溫共熔體作用的原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)制備可控聚合物，是種綠色的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法。

背景技術(shù)

原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法因其可以解決傳統(tǒng)自由基聚合中控制性差的問題，繼而實現(xiàn)對大分子的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和端基官能團的有效設(shè)計而被廣泛應(yīng)用。但是通常的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法中使用的配體多為揮發(fā)性的有機極性溶劑、毒性較大的含N、P化合物或離子液體，不僅對環(huán)境有害而且價格昂貴。將更加具有生物相容性、價格低廉的配體應(yīng)用到原子轉(zhuǎn)移自由基聚合體系中，是優(yōu)化聚合方法、拓展其應(yīng)用范圍的必然選擇。

低溫共熔體除了具有化學(xué)惰性、不揮發(fā)、不易燃等與離子液體相似的性質(zhì)外，還具有原料易得，易降解，制備簡單且制備過程中不產(chǎn)生廢物，環(huán)境相容性好等優(yōu)點，在氣體凈化、電化學(xué)沉積、有機以及生物催化等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。若能將低溫共熔體應(yīng)用到原子轉(zhuǎn)移自由基聚合領(lǐng)域，將可能使一般原子轉(zhuǎn)移自由基聚合體系中的配體組分得到極大優(yōu)化，降低反應(yīng)成本，促進(jìn)綠色活性聚合方法的發(fā)展。但到目前為止，還未有將低溫共熔體用于原子轉(zhuǎn)移自由基聚合領(lǐng)域或其他活性聚合領(lǐng)域的報道。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種利用低溫共熔體作用的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法，其中通過對其關(guān)鍵原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)所采用的介質(zhì)環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)，將低溫共熔體作為聚合體系的溶劑或者配體，能夠?qū)υ愚D(zhuǎn)移自由基聚合體系的組分進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，克服現(xiàn)有技術(shù)中的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法所用配體價格昂貴、毒性較大的缺點，該聚合方法不需要添加任何傳統(tǒng)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)中的有機化合物或極性溶劑作為配體，具有綠色環(huán)保的優(yōu)點；此外，本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)低溫共熔體的種類及用量調(diào)控反應(yīng)速率、產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率和聚合控制性，從而制備得到所需的聚合產(chǎn)物。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種利用低溫共熔體作用的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法，其特征在于，該方法是在低溫共熔體的環(huán)境中，使單體、引發(fā)劑以及催化劑三者相混合，從而使所述單體進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)生成相應(yīng)的聚合物；

所述低溫共熔體為液態(tài)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述低溫共熔體的熔點低于所述原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述催化劑為含有金屬元素的催化劑，所述利用低溫共熔體作用的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法包括以下步驟：

在無水且隔離氧氣的條件下，將所述單體與所述含有金屬元素的催化劑混合形成第一混合物；然后將該第一混合物加熱至預(yù)先設(shè)定的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度；接著，將所述低溫共熔體加入到所述第一混合物中，并向該第一混合物中加入引發(fā)劑，所述單體即開始進(jìn)行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)生成相應(yīng)的聚合物；

所述單體與所述含有金屬元素的催化劑兩者的摩爾比為50:1～500:1；

所述單體與所述引發(fā)劑兩者的摩爾比為50:1～500:1；所述單體與所述低溫共熔體的體積比為3:1～200:1；