1. 研究目的与意义
窄分子量分布聚苯乙烯常用为校准gpc/sec色谱柱的标准试样,以测定高分子的各种平均分子量和分子量分布,并在凝胶渗透色谱、高聚物支化度、高聚物组成不均性等测试中均有应用。
除此之外,由于其较高的高分子相容性以及优异的力学性能、溶解性能、流变性能和加工性能等,使得窄分布聚苯乙烯在汽车制造、航天工业等方面都有着巨大的应用潜力。
另外,普通窄分布及氘代或氚代窄分布聚苯乙烯在惯性约束聚变特种靶中也得到了广泛的应用。
2. 国内外研究现状分析
由于窄分布聚苯乙烯被人们广泛地应用于生产生活中,以及原子转移自由基聚合可以更好地实现可控、活性,因此通过原子转移自由基聚合合成窄分布聚苯乙烯已成为国内外化学家竞争的热点研发课题。
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。
percec等曾用不同对位取代基的苯磺酰氯为引发剂,cucl/bpy配位化合物作催化剂,于120℃进行了苯乙烯的活性自由基聚合。
3. 研究的基本内容与计划
本次毕业设计是研究窄分布聚苯乙烯的合成,选用苯乙烯、乙醇、溴代异丁酰溴为主要原料,综合考虑反应温度、反应时间长短、反应物配料比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,对窄分布聚苯乙烯、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(溴化亚铜)的制备1. 50ml冰醋酸与20g溴化亚铜在室温下搅拌两个小时后过滤;2. 再加入50ml冰醋酸在室温下搅拌2h后过滤,循环3次,直至冰醋酸为无色;3. 用无水乙醇洗涤得到的固体,直到沉淀为白色固体,上层为无色液体;4. 将白色固体放入真空干燥箱中,在50℃下干燥24小时后,将得到的产品在真空下保存。
4. 研究创新点
由于窄分子量分布的聚苯乙烯具有各种良好的性能,原子转移自由基聚合(atrp)更好地控制聚苯乙烯的分子量分布,并解决了聚苯乙烯分子量不易可控、活性不高等问题。
本课题以苯乙烯、乙醇、溴代异丁酰溴为主要原料,利用atrp反应合成了具有窄分子量分布的聚苯乙烯。
此类引发剂与苯乙烯的合成,节约了成本,使聚苯乙烯有着更加优异的性能,反应废料更加容易回收,对环境不会造成污染。
