1. 研究目的与意义
纤维素是自然界中储量最丰富的可再生资源，它广泛存在于树木、麻类等植物中，占植物界碳含量的50％以上，并且能够被自然界中的微生物彻底降解，可以广泛用作基质材料。随着科学技术的发展，其应用领域也从传统的纺织、造纸和食品工业发展到生物材料、智能材料和生物制药等新型产业。由于纤维素具有可降解、无毒、良好的生物相容性和来源广泛、可再生等优势，因此纤维素及其衍生化产品能够应用于各种领域，具有巨大的经济价值。随着纤维素应用领域的扩大，提高纤维素及其衍生物的适用性变得尤其重要。
接枝改性是提高纤维素适应性能的重要途径。通过在纤维素骨架上引入不同的官能团而扩大其应用范围。传统的接枝改性的方法存在很多不足之处，如副产物的产生、聚合过程不易控制、接枝产物的结构不可控等。而原子转移自由基聚（atomtransferradicalpolymerization,atrp）法则是一种较新的改性方法，可控性好、可操作性强、易工业化、能合成指定结构聚合物，并且反应体系的条件温和，不会破坏纤维素的结构，是一种绿色的聚合反应。目前为止，对纤维素接枝改性的研究已有很多报道。将离子液体与原子转移自由基聚合反应相结合，能够为纤维素的可控接枝聚合提供一个优良的反应环境。
本研究的主要目的是通过atrp法对纤维素进行接枝改性，通过ftir、xrd等对大分子引发剂和接枝纤维素进行表征，详细探讨大分子引发剂的制备工艺条件及其对接枝改性的影响，以达到改善纤维素材料性能的目的。
2. 国内外研究现状分析
目前已有多种改性方法被成功用于新型纤维素衍生物及功能材料的制备中,如自由基聚合、开环聚合、氮氧自由基调介聚合、可逆链段加成转移聚合和原子转移自由基聚合等,其中原子转移自由基聚合由于兼具自由基聚合和活性聚合的优点,适用单体范围广,在较温和的条件下经过简单的合成路线就可合成指定分子结构、窄分子量分布的聚合物而得到广泛应用。
atrp法分别由王锦山、matyjaszewski和sawamoto在1995年提出,它是以简单的有机卤化物(r-x)为引发剂、过渡金属配合物(mnt-y/ligand)为卤原子载体,通过氧化还原反应,在活性种和休眠种之间建立可逆的动态平衡,实现了对聚合反应的控制。atrp方法提出两年后,huang和wirth在硅材料表面自组装1-三氯硅基-2-邻/对氯甲基苯基乙烷,利用cucl/2,2-联吡啶作为催化体系,引发丙烯酰胺的活性接枝聚合,这是首次将atrp方法引入材料表面接枝改性领域。随后atrp方法被广泛用于对不同材料表面如金、硅石、硅等底材进行改性。
2002年,carlmark等首次运用atrp法在纤维素表面接枝改性成功后,近十年来atrp法在纤维素接枝改性中得到广泛研究和应用。到目前为止，atrp法已经在许多类型的纤维素及其衍生物的接枝改性中得以应用。其中天然纤维素材料包括黄麻纤维、木浆纤维、棉纤维、微晶纤维素和纤维素纳米晶体等；纤维素衍生物有乙基纤维素、羟丙基纤维素和醋酸纤维素。用于接枝改性的单体包括(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯酸(叔)丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰胺、6-[4-(4-甲氧基苯基偶氮)酚氧基]己基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯和n-异丙基丙烯酰胺等等。通过atrp法得到的新型纤维素衍生物在感应元件、生物制药等领域都有着潜在应用前景。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
1、详细探讨大分子引发剂的制备工艺条件及其对接枝改性的影响；
2、通过ftir、xrd等对大分子引发剂和接枝纤维素进行表征。
4. 研究创新点
1、通过改变大分子引发剂的制备工艺条件，研究其对纤维素接枝改性的影响，探索得率最高的条件；
2、通过改变反应条件和环境使纤维素分子接枝大分子引发剂位置和数量改变，探索相关工艺。
