纤维素基表面的ARGET ATRP接枝聚合研究开题报告

1. 研究目的与意义

环境保护、经济的可持续发展对水处理提出了更高的要求。

吸附技术以其高效快速、无二次污染、设计灵活、吸附剂可再生等优点，在众多的水处理技术中脱颖而出。

纤维素作为地球上数量最丰富、最廉价的天然亲水性高聚物，具有可再生、可生物降解、机械性能好等特点，是一种理想的绿色环保吸附剂材料。

2. 国内外研究现状分析

1995年，matyjaszewski和sawamoto两个研究小组几乎同时报道了以过渡金属络合物为催化剂，有机卤化物为引发剂引发烯类单体进行自由基聚合的过程。该过程具有有机合成反应中原子转移自由基加成反应的特征，被命名为atrp。

由于常规atrp具有缺陷，如引发剂有毒，催化剂对氧气和水敏感，所以在常规atrp法发现后不久，研究者又开发了用常规自由基引发剂和高价态金属化合物引发的反向原子转移自由基聚合ratrp。

反向atrp需要较多的催化剂才能使反应进行，且为了使自由基引发剂快速分解，需要在高温下（100⁰c）进行，由此产生了结合正向和反向atrp的新方法srni atrp。

3. 研究的基本内容与计划

采用ARGET-ATRP法在纤维素微球表面接枝长链吸附/脱附功能团。

选择和设计合适的功能单体，该功能团不仅要能有效提高GMNCMs的吸附容量，还要对环境具有智能响应性能，目标功能单体主要包括pH响应型（甲基丙烯酸N, N -二甲胺基乙酯、4-乙烯基吡啶等）和温度响应型（N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯等），并对上述单体作必要的结构修饰以提高综合性能；为进一步提高吸附容量，选用丙烯酸、丙烯酰胺与上述响应型功能单体共聚形成嵌段共聚物；研究合成反应条件对接枝率、转化率、分子量、分子量分布和接枝链构型的影响；分析接枝功能化对微球理化性质的影响。

4. 研究创新点

1、 赋予天然纤维素微球智能响应功能，突破了传统水处理吸附剂制备和应用的局限，为目标污染物的去除提供了更简单、更高效和更环保的途径。

2、 产物的分子量分布较窄，接枝密度与分子量可控性强，反应条件温和，可在少量空气存在下进行 。催化剂铜的使用量会大大减少，纤维素基层洗涤后基本是无色的，环保而且经济。

3、 只要对实验条件进行微小的调整，就可用于不同单体的聚合。