纤维素基RAFT试剂的合成及RAFT聚合开题报告

 2021-08-08 14:04:27

1. 研究目的与意义

近年来,随着石油和煤炭储量的日益下降,以及各国对环境污染的日益关注和重视,天然可再生资源的利用也日益受到研究领域和产业界的关注。

纤维素作为自然界储量最丰富的可再生资源,具有廉价、无毒、易降解及易衍生化等良好的性能。

对纤维素进行衍生化改性,可制备出各种纤维素功能材料,赋予纤维素更多优异的性能,使纤维素材料的应用领域扩大到生产、生活的各个方面。

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2. 国内外研究现状分析

近20年来,可控/活性自由基聚合(controlled/living radical polymerzation,clrp)的研究受到学术界和工业界广泛的关泣。

目前应用最广泛的可控/活性自由基聚合主要包括氮氧自由基调控聚合[1](nmp),原子转移自由基聚合[2](atrp)和可逆加成断裂链转移(raft)聚合。

clrp在传统自由基聚合理论基础上引入可以快速达到动态平衡的可逆反应,将增长自由基在大部分反应时间内被可逆转化为不参与增长和终止反应的休眠种,从而极大地抑制自由基聚合过程中的双基终止反应,使得增长自由基寿命从秒提高到小时数量级,成为高分子链结构设计的重要工具[3]。

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3. 研究的基本内容与计划

首先在催化剂的作用下,乙基纤维素与小分子raft试剂进行酯化反应,生成大分子的纤维素基raft试剂,然后利用传统的细乳液聚合技术,将纤维素基大分子raft试剂用于乳液聚合。

纤维素基大分子raft试剂的合成需要氮气保护装置,在单口圆底烧瓶中加入一定量的4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸,乙基纤维素,4-二甲氨基吡啶(dmap),四氢呋喃thf,氮气保护下磁力搅拌30min,后将n,n'-二环己基碳二亚胺(dcc)溶解在thf中,在冰浴下加入到反应器中,反应在室温中进行,反应结束后用8%的碳酸氢钠洗三遍。

烘箱干燥。

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4. 研究创新点

本项目的特色和创新之处是:(1)适应多种类型单体的聚合、反应条件较温和易控制、适合在多种溶剂中聚合;(2)可以通过控制单体的用量、引发剂与链转移剂的摩尔比、反应温度、反应时间等实现对聚合反应的控制;(3)合成纤维素基大分子的RAFT试剂,细乳液聚合,实现生物质材料的高值化利用。

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