1. 研究目的与意义
聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)俗称有机玻璃,是由甲基丙烯酸甲酯(mma)单体聚合而成。pmma有四种不同的构型:无规立构、全同立构、间同立构、立构规整,性能也有所不同。pmma是一种开发较早的重要热塑性塑料,其性能优良,是合成透明材料中质地最优异,价格又比较适中的品种,在塑料中透光性最佳,具有良好的耐热性、耐酸碱性、尺寸稳定性、绝缘性和良好的热塑加工性等,在航空、光学仪器、电器工业、日常用品等方面用途广泛。
目前有许多人研究制作聚甲基丙烯酸甲酯,但是大多数都是使用一些传统方法,例如乳液聚合、悬浮聚合。他们使用的这些传统方法都有一些弊端,容易发生链转移,发生链终止,合成产物中分子量不可控,分子量以及分子量分布对材料性能的影响非常大。
原子转移自由基聚合(atrp)是高分子化学领域的最新进展之一。它以过渡金属配合物为催化剂,通过有机卤化物引发剂引发丙烯酸酯类、苯乙烯等单体的自由基聚合,合成分子量可控,分子量分布窄的各种聚合物,可实现众多单体的活性/可控自由基聚合。利用atrp合成聚甲基丙烯酸甲酯可以有效的控制聚合产物的分子量,得到相对分子量较窄、结构明细的产物。
2. 国内外研究现状分析
在1995年,matyjaszewski教授和王锦山博士等人共同开发的原子转移自由基聚合(atrp)。atrp的独特之处在于使用了卤代烷作引发剂,并用过渡金属催化剂或退化转移的方式,有效抑止了双基终止反应。活性自由基聚合不但可以得到相对分子量分布窄,相对分子量可控,结构明晰的聚合物,而且可聚合的单体种类多,反应条件温和易控制,易实现工业化生产。
在2000年11月,钱军、郭建华等人进行了用atrp合成聚甲基丙烯酸甲酯的等规度的研究。研究出助催化剂对甲基丙烯酸甲酯原子转移自由基聚合等规度的影响。
严军辉等以 cucl/bpy 作为催化剂,2溴丙酸乙酯为引发剂,先合成了一端带有卤原子的聚苯乙烯大分子引发剂,再以此大分子为引发剂引发甲基丙烯酸甲酯发生嵌段聚合,使其在酸性条件下水解产生 psbpmaa 两亲性的嵌段共聚物。
3. 研究的基本内容与计划
本次毕业设计是研究利用atrp合成聚甲基丙烯酸甲酯,以甲基丙烯酸甲酯作为单体,研究pmma合成的聚合时间,聚合温度,物质量配比对反应的影响。
实验计划:
第一阶段:实验准备
4. 研究创新点
ATRP的独特之处在于使用了卤代烷作引发剂,并用过渡金属催化剂或退化转移的方式,有效抑止了双基终止反应。
活性自由基聚合不但可以得到相对分子量分布窄,相对分子量可控,结构明晰的聚合物,而且可聚合的单体种类多,反应条件温和易控制,易实现工业化生产。
