可逆失活自由基界面聚合
2021-03-06赵玉海罗英武
化工学报 2021年2期
关键词:界面
赵玉海,罗英武
(化学工程联合国家重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州310027)
引 言
界(表)面化学对化学产品的形态结构、润湿性、生物相容性、纳米复合材料性能等物理化学特性有重要的影响,如何实现精确可控的表面化学受到广泛的关注[1−4]。自由基聚合因其适用单体广、聚合条件温和、耐受多种溶剂和杂质等优点,广泛地应用于化学产品的合成[5−6]。但在传统自由基聚合中,产物分子量分布宽,难以制备嵌段共聚物,无法实现对表界面结构的精准调控[7−8]。
20世纪90年代初,高分子可控合成技术获得重大突破,涌现出以原子转移自由基聚合(ATRP)[9]、可逆加成断裂链转移自由基聚合(RAFT 聚合)[10]、氮氧自由基聚合(NMP)[11]为代表的可逆失活自由基聚合(RDRP)。这是一类准活性聚合技术,其核心是通过构建高活性的自由基可逆转移或可逆终止失活反应,实现自由基的休眠/激活,其中,RAFT 聚合[12]与ATRP 机理[13]如图1所示。RDRP 通过休眠种的形式将绝大部分自由基暂时保护起来,在任一时刻,绝大部分增长自由基的存在状态为休眠种,只有极少比例的增长自由基以活性链的形式存在并增长。由于自由基在休眠链/活性链之间不断地快速切换,使得大部分聚合物链等概率增长。与传统自由基聚合[14]相比,RDRP 改变了大分子链生长动力学,使得大部分聚合物链在反应早期即被引发,随后在小时的时间尺度上渐次、可控地增长,表现出活性聚合的特征,分子链长度随单体转化率增加而线性增长,产物分子量分布窄,可合成嵌段共聚物[12,15−17]。……
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