聚苯乙烯的活性聚合研究开题报告

 2021-08-08 14:10:56

1. 研究目的与意义

活性聚合是高分子化学学科领域里的重要技术之一,是实现高分子设计、合成具有特定结构和性能的高分子的重要手段。

活性/可控自由基聚合技术集自由基聚合与活性聚合的优点于一体,既可像自由基聚合那样进行本体、溶液、悬浮和乳液聚合,又可合成具有精致结构的分子量可控、分子量分布窄的聚合物,而且其聚合实施条件与传统自由基聚合相似,因此具有十分广阔的应用前景,引起了很多高分子化学研究者和产业界的关注。

而atrp 作为一种新颖的精确聚合反应,能实现可控/活性聚合,产物可达到预期的分子量,且分子量分布较窄,因此是大分子设计的有效工具。

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2. 国内外研究现状分析

因为聚苯乙烯在生产和生活中的应用广泛,而原子转移自由基聚合可以更好地实现可控、活性聚合,所以利用原子转移自由基聚合合成聚苯乙烯是各国研究的热题。

1995年美国carnegie-mellon大学的王锦山和matyjaszewski教授以1-苯基氯乙烷(1-pecl)/cucl/2,2-联吡啶(bpy)作为引发催化体系,进行了苯乙烯的活性自由基聚合,并由此提出了原子转移自由基聚合(atrp)的新概念。

o'reilly等用取代的水杨醛席夫碱与fe离子组成催化体系,用苄基氯对苯乙烯在80℃,进行引发,无论是本体聚合还是甲苯溶液聚合,都可以获得分子量分布小于1.10的聚苯乙烯。

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3. 研究的基本内容与计划

本次毕业设计是研究atrp聚合,选用苯乙烯为主要原料,综合考虑温度和时间等对聚合反应的影响。

实验计划:第一阶段:实验准备1. 查阅资料,对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 第一部分:催化剂的制备将样品放入三角瓶中,加入适量的冰乙酸,在25℃油浴锅中进行搅拌,一小时后,进行抽滤,然后再用冰乙酸对抽滤后的样品洗涤,直至上层液体为无色为止,同样再用乙醇对样品进行洗涤,直至上层液体为无色,最后进行抽滤干燥,在真空干燥箱50℃下烘干得到的固体催化剂溴化亚铜,真空保存。

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4. 研究创新点

ATRP与传统的聚合方法相比,更容易预定结构、预定分子量以及窄分子量分布,其反应所使用的引发剂比传统其他聚合方法的更加廉价,节约了实验的成本,而且,ATRP所使用的引发剂取代了对人体有害的有机卤化物;以更容易储存的高价过渡金属取代了容易被氧化的还原态过渡金属。

此外ATRP方法速度快,反应温度适中,适用单体范围广,分子设计能力强是现有其他活性聚合方法无法比拟的。

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