“可回收”微乳液體系中原子轉移自由基聚合的研究

《“可回收”微乳液體系中原子轉移自由基聚合的研究》是依託蘇州大學，由嚴鋒擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：“可回收”微乳液體系中原子轉移自由基聚合的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：嚴鋒
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

常規微乳液(單體/水)體系中的原子轉移自由基聚合(ATRP)可以製備活性聚合物納米粒子，但聚合體系使用的高濃度乳化劑和過渡金屬催化劑難以被回收利用，既污染環境又增加成本。針對存在問題，本課題研究可回收微乳液(單體/離子液體)中的反向ATRP和AGET ATRP。聚合反應結束後，聚合物被溶劑(甲醇、石油醚等)沉析分離出。溶劑和殘留單體真空蒸除後，乳化劑、催化劑、配體與離子液體一起被回收利用。向回收離子液體中加入單體與引發劑可重新生成單體/離子液體微乳液並繼續ATRP反應。我們擬通過聚合反應動力學研究，探索離子液體微乳液體系中ATRP的影響因素，確定該活性聚合反應體系的可控方法，完善非均相體系中ATRP反應理論體系。本申請項目將離子液體可回收性能、ATRP分子設計能力和微乳液聚合的納米微結構可控性能三者有機結合起來，對微乳液體系中ATRP技術的套用與發展起很好推動作用。

結題摘要

常規微乳液(單體/水)體系中的原子轉移自由基聚合(ATRP)可以製備“活性”聚合物納米粒子，但聚合體系使用的高濃度乳化劑和過渡金屬催化劑難以被回收利用，既污染環境又增加成本。針對存在問題，本基金課題研究“可回收”微乳液(單體/離子液體)中的反向ATRP和AGET ATRP，即在 單體/離子液體微乳液 (離子液體為連續相)體系中進行ATRP反應。該聚合體系的優勢是：聚合反應結束後，聚合物被溶劑 (如甲醇、石油醚或乙醚)沉析分離出。將溶劑和殘留單體從離子液體中真空蒸除後，溶解於離子液體中的乳化劑、催化劑及配體隨離子液體被回收，向回收離子液體中加入需要的單體與引發劑，即重新生成離子液體微乳液，並可繼續ATRP反應。由於離子液體微乳液體系可以被多次重複利用，將極大地推動微乳液體系中ATRP技術的工業化進程。我們首先選擇了甲基丙烯酸甲酯/離子液體 微乳液體系，進行自由基聚合、反相ATRP反應研究。研究結果證實了離子液體微乳液聚合體系的可回收性。經多次回收以後，所得聚合物的粒徑、分子量及分子量分布都具有很好的重複性。在該研究結果基礎之上，我們進一步合成了兼具乳化劑、配體功能的化合物。該配體化合物可以像乳化劑一樣分布在單體液滴和離子液體界面上，從而大大加快了聚合反應速率。該微乳液體系中的AGET ATRP可以在室溫下快速進行，所得聚合物粒徑為～6 nm。PMMA分子量分布較窄(PDI：1.2--1.4)。可回收性實驗證實了該微乳液體系可以被多次回收使用。該聚合反應體系將離子液體的可回收性和微乳液聚合的納米微結構可控性能有機地結合起來。我們還進一步通過聚合反應動力學研究，探索離子液體微乳液體系中ATRP的影響因素，確定該“活性”聚合反應體系的可控方法，完善非均相體系中ATRP反應理論體系。本課題的研究將離子液體可回收性能、ATRP分子設計能力和微乳液聚合的納米微結構可控性能三者有機結合起來，對微乳液體系中ATRP技術的套用與發展起很好推動作用。