可逆加成断裂链转移聚合机理及其应用前景
2015-12-21李新柱李素华朱孔杰徐文华王守银金正大生态工程集团股份有限公司农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室国家缓控释肥工程技术研究中心山东临沭276700
李新柱 李素华 朱孔杰 徐文华 王守银(金正大生态工程集团股份有限公司,农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室,国家缓控释肥工程技术研究中心, 山东 临沭 276700)
1 RAFT聚合的原理
在所有活性自由基聚合中,可逆加成-断裂链转移聚合(reversibleaddition-fragmentationchaintransfer,RAFT)[1]由于能适用于任何活性自由基聚合的单体,因此是适用单体最广的一种活性自由基聚合。近几年有关RAFT聚合机理的报道相当多,目前普遍接受的理论如图1-1所示。首先是第一步的引发阶段,该阶段引发剂生成自由基;第二步寡聚自由基与RAFT链转移试剂1反应,形成自由基中间体2,2既可以分裂成原来的寡聚自由基和链转移试剂,又可以分裂成寡聚RAFT链转移试剂3和再引发自由基R,其中R必须为良好的再引发基团,该分裂速度应快于稳定的自由基中间体2分解为1和寡聚自由基的速度;第三步,R自由基再引发单体,聚合物链增长;第四步,达到链平衡,第五步,形成的两个寡聚自由基或相互结合或歧化形成死链聚合物。通过以上机理我们可以看出,聚合反应的难易程度是由RAFT试剂的链转移常数Ctr决定的,当Ctr越大,链转移反应越容易进行,而Ctr大小又取决于RAFT试剂的结构。

1.1 RAFT试剂的选择
RAFT试剂是指可用于RAFT聚合反应,链转移系数较大的一类有机物,其结构通式如下:

RAFT试剂的选择关键在于R和Z的选择。RAFT试剂中的R基在聚合物的预平衡阶段很重要,R基应比寡聚自由基更易离去,并且能有效地再引发单体。某些单体(如甲基丙烯酸甲酯)来说,对RAFT试剂活性要求较高,故而R基团的选择非常重要,但是其他单体对R的选择空间则比较大。……
