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改进型RAFT聚合法合成低分子量PAA的研究1 余志勇，魏玉峰，王怡红 东南大学化学化工学院，江苏南京（210096） E-mail ：y-z-y666@ 摘 要：提出了一种类似于 RAFT（可逆加成断裂链转移）聚合的制备低分子量 PAA（聚丙烯 酸）的新方法。该方法以偶氮二异丁腈做引发剂，以异丙醇作为反应体系的溶剂同时作为聚 合反应的链转移剂，得到了分子量在 2000－20000的低分子量聚丙烯酸。探讨并研究了引发 剂的量对分子量变化的影响，以及异丙醇作为体系溶剂对聚合度的影响。 关键词：聚丙烯酸；可逆加成断裂链转移；异丙醇 1. 引 言 目前，国内报道的关于低分子量的聚丙烯酸的合成，主要采用了离子型引发剂，如过硫 [1] [2] [3] 酸铵 ，过硫酸钾 或过硫酸铵－硫代硫酸钠氧化还原型引发剂 为主。它们主要作为工业 应用而合成，对目标产物的纯度没有很高的要求。国外的报道主要集中在活性自由基聚合领 域的研究，较成熟的有TEMPO存在下的可控自由基聚合[4]、原子转移自由基聚合[5] （ATRP ） [6] 以及以双硫脂类化合物为链转移剂的活性自由基聚合 。在这些方法当中，作为链转移剂的 物质，如双硫脂，通常需要另外合成，增加了研究的成本和繁琐程度。 本研究中，提出了一种类似于 RAFT 聚合反应的，以偶氮二异丁腈为引发剂，以异丙醇 为链转移剂（同时作为反应体系的溶剂），不外加链阻禁剂的丙稀酸聚合反应体系。 2. 材料和实验方法 2.1 药品和仪器 丙稀酸（分析纯），偶氮二异丁腈（分析纯），四氢呋喃（分析纯），异丙醇（分析纯）， 以上药品均购自国药集团化学试剂有限公司，三颈烧瓶，恒压滴液漏斗，冷凝管。 2.2 实验方法 2.2.1 丙稀酸的提纯 将买来的丙稀酸进行减压蒸馏，截取真空度为 0.095Mpa，温度为 85－90℃的馏分。蒸 馏过程中应控制馏出速度，加热过快会导致局部受热不均而发生自聚。 2.2.2 丙稀酸的聚合 取丙稀酸 19.05ml （20g ，0.2778mol ）和异丙醇 55.2ml （43.333g ，0.722mol ），置于装 有冷凝回流管的三颈烧瓶中，搅拌 5min （1000r/min）,然后保持搅拌，开始升温至 55℃保温。 取偶氮二异丁腈 1.314g （8×10-3mol ），溶于25ml 四氢呋喃。然后将引发剂滴加到三颈烧瓶 中，5min 内滴完。由于体系反应放热，温度会上升，控制温度在55 －60℃。 在不同的反应时间下取出部分反应液，抽真空干燥，得到 PAA 固体，进行黏均分子量 测试。黏均分子量计算采用以下计算公式（1）式： 1 本课题得到 973 计划项目“纳米颗粒在植物根部细胞中的生物效应研究（2005CB724700 ）”的资助 - 1 - 1 [ ]η α M ( ) （1） K η 式中：M——黏均分子量； [ ]η ——特性黏数； K ， α ——黏均分子量常数，对应于特定的聚合物——溶剂体系。本实验中采用 η 0.2mol/L 的NaCl溶液作溶剂体系，K ， α 值分别为 1.4×10-2cm3/g,和 0.78[7] 。