RAFT方法制备PMMA-PTMSPMA共聚物开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

聚甲基丙烯酸甲酯（pmma），俗称有机玻璃，是一种重要的透明高分子材料。它具有许多优秀的性质：①高度透明性。有机玻璃是目前最优良的高分子透明材料，透光率达到92%，比无机硅酸盐玻璃的透光度还高。对紫外线也有较好的透过率②重量轻。有机玻璃的密度为1.18g/cm3，只有普通玻璃的一半。③易于加工。有机玻璃可以用车床进行切削加工，也可以用丙酮、氯仿等粘结成各种形状的器具，还可以用塑料成型的方法进行加工。此外，pmma还有耐候性好、绝缘性好、价格便宜等优点，因此广泛的应用于航空、建筑、医学、通讯等诸多领域。目前我国pmma主要消费领域为广告灯箱、生活用品等中低端市场。随着产业发展，pmma用量需求大幅度增加，产品也逐步由低端向中、高端市场扩展，具有广阔的应用前景。

但是作为有机物，pmma有耐磨性性差、耐热性差等不足，限制了其应用。为了解决这个问题，目前有许多科研人员在进行pmma改性研究，主要是将pmma与无机相复合，以增大介电常数、改善热稳定性。近年来，科研工作者利用不同的无机材料作为pmma的添料进行了大量的研究，已经利用多种材料合成了不同形状、不同性能和不同组成的有机/无机pmma复合材料。sio2/pmma复合材料是目前研究较多的材料，戚栋明等用硅烷偶联剂对sio2进行偶联改性，再通过介质置换和原位本体聚合的方法得到sio2/pmma复合材料。张明福等将改性的tio2掺入pmma中制得tio2/pmma复合材料，并对其光学性能和热稳定性进行了研究。尽管在pmma耐热与机械性能的改性上有了许多进步，但由于杂化材料中有机无机相间复合界面相容性问题，导致改性效果往往不能满足人们对pmma复合材料的多方面需求。

这些方法大多依赖偶联剂，通过偶联剂与无机氧化物表面的羟基反应，在其表面接枝可与pmma反应成键或有良好相容性的官能团，从而实现无机材料与有机基体的复合改性。但由于无机物表面羟基含量以及偶联剂与表面羟基的缩合反应不可控，因此一般效果不佳、对工艺条件依赖交强。利用有机硅前驱体合成sio2或-o-si-o-网络结构，是目前在纳米材料以及杂化材料领域常用的一种方法，借鉴该方法思路，我们考虑合成甲基丙烯酸甲酯与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（tmspma）的共聚物，作为si改性pmma的前驱体。γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（tmspma）是一种有常用的硅烷偶联剂，一般利用其三甲氧基硅烷官能水解后形成的硅羟基可与无机材料表面的羟基发生缩合反应，发挥偶联作用。从其结构看，其丙基的另一端具有与甲基丙烯酸甲酯相同的结构，其双键提供了聚合的可能，由其形成的共聚物，可看做是在pmma的主链上连接了-si-(och3)3官能团，在pmma的浇注成膜过程中，利用该官能团的水解缩合反应，可在pmma分子间形成由-o-si-o-网络链接的交联结构，从而实现无机改性和分子链二级结构增强，提高pmma材料的机械与耐温性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容

1) pmma-ptmspma的制备：在文献调研的基础上，采用raft方法合成pmma-ptmspma共聚物，研究合成反应过程动力学，掌握可控制备pmma-ptmspma共聚物方法。

2) pmma-sio₂杂化材料结构与性能相关性：将制备的共聚物水解浇注成pmma-sio₂杂化膜，通过对其透光性、介电性能以及耐温性能进行表征，对合成条件、共聚物结构及其性能之间的关系开展探究。

3. 研究计划与安排

第1-2周：文献调研，翻译英文文献

第3-5周：整理资料，在任务书的基础上，设计研究方案，确定切实可行的实验技术路线，了解相关的结构和性能的测试方法；撰写开题报告，开题答辩

第6-10周：共聚物制备与反应过程动力学研究

4. 参考文献（12篇以上）

[1] salami-kalajahi m， haddadi-asl v， rahimi-razin s， et al. a study on the properties of pmma/silica nanocomposites prepared via raft polymerization[j]. journal of polymer research，2012，19(2):1-11.

[2] keddie d j，moad g，rizzardo e，et al. raft agent design and synthesis[j]. macromolecules，2012，45(13): 5321-5342.

[3] scherf r， müller l s， grosch d， et al. investigation on the homogeneity of pmma gels synthesized via raft polymerization[j]. polymer，2015，58:36-42.