利用反向原子转移自由基聚合合成聚苯乙烯开题报告

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1. 研究目的与意义

反向atrp技术作为一种新颖的精密聚合反应, 越来越受到研究学者的关注。

该聚合方法能够较好地控制聚合物的分子量及其分布, 适用单体广泛, 因此它是设计大分子的有效工具,开辟了活性聚合的一个新领域。

反向artp以传统自由基聚合引发剂(aibn, bpo等)代替atrp方法中的烷基卤代烃引发剂,以高价态过渡金属卤化物代替atrp方法中的低价态过渡金属卤化物,克服atrp方法中有机卤化物引发剂毒性大,低价态金属卤化物催化剂易被氧化等缺点,成为近年来高分子学者们的研究热点。

2. 国内外研究现状分析

近年来,国内外科学家们正从多方面探索这一活性/可控聚合方法得到更广泛应用的途径, 如寻求廉价的引发剂、配体、绿色的溶剂、回收再利用催化剂等。

由于反向atrp方法适用单体广泛、可进行表面引发聚合、使用传统的自由基聚合引发剂、设备条件更加易于工业化,因此反向atrp在合成功能化材料方面将有很大的应用前景。

早在1995年，王锦山等应用aibn/cucl2/联吡啶（bpy）成功实现了苯乙烯（st）的反向atrp，并用lh nmr 来分析表征聚合物的端基cl，来确定aibn/cucl2/bpy 催化st 的原子转移自由基聚合过程。

3. 研究的基本内容与计划

本次毕业设计是利用反向atrp聚合苯乙烯，选用氯化铜、四甲基乙二胺、苯乙烯、aibn和甲苯为主要原料，综合考虑反反应时间、应温度和原料用量等对合成产物性能的影响，并结合合成工艺设计出一条最佳的合成路线。

实验计划：第一阶段：实验准备1. 查阅资料，对反向atrp有一定的了解；2. 购买实验仪器和试剂。

第二阶段：合成实验 将一定量的氯化铜、四甲基乙二胺、aibn、甲苯加入反应瓶中, 充高纯氮气数分钟后, 将反应单体苯乙烯通过注射器加入, 抽真空除氧,反复三次.将反应瓶放入一定温度的油浴中, 保证搅拌充分,使反应进行，分别对如下影响因素进行考察：1.考察改变反应时间对产物性能的影响；2.考察改变反应温度对产物性能的影响；3.考察改变物料比对产物性能的影响；第三阶段：结构鉴定 利用核磁、gpc对合成的产物进行结构分析、分子量及分子量分布的表征。

4. 研究创新点

反向原子转移自由基聚合是基于传统原子转移自由基聚合而发展的一种新生活性聚合方法。

从反向atrp的聚合机理可看出，采用该方法聚合所得的产物的链端带有卤素原子，因此，其聚合产物可以作为大分子引发剂使用，再结合正向atrp方法，可以引发聚合其他的单体来制备结构可控、分子量可控、分子量分布比较窄的嵌段共聚物，从而实现对聚合性能的最大调控。

本课题以氯化铜、四甲基乙二胺、苯乙烯、aibn和甲苯为主要原料，利用反向atrp聚合苯乙烯。