1時(shí)代背景
ATRP是最近幾年成長起來的,使用1一氯代苯乙烷做為引發(fā)劑,氯化亞銅和聯(lián)吡啶產(chǎn)生的絡(luò)合物做為催化劑,在130℃下引起苯乙烯機(jī)體聚合,反映3h產(chǎn)出率做到95%,聚合物的分子質(zhì)量分布范圍在1.5以內(nèi),理論分子質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)值適合良好。原子遷移自由基聚合(ATRP)兼顧自由基聚合與活性聚合的特性,適合單體范圍較廣ATRP做為一類新穎的準(zhǔn)確聚合反應(yīng),能完成可控/活性聚合,生成物可做到預(yù)估的分子量,且分子量分布范圍偏窄,因而是大分子設(shè)計(jì)的有效的工具。
2基本原理及構(gòu)成
典型的原子遷移自由基聚合的基本原理:在引發(fā)環(huán)節(jié),處在低氧化態(tài)的遷移金屬鹵化物(鹽)Mtn從有機(jī)鹵化物R—X中吸取鹵原子X,形成引起自由基R.發(fā)單體聚合,產(chǎn)生鏈自由基R—Mn·,R—Mn·可從高氧化態(tài)的金屬絡(luò)合物Mtn+1-X中從新奪得鹵原子而產(chǎn)生鈍化反應(yīng),產(chǎn)生R-Mn-X,并將高氧化態(tài)的金屬鹵化物還原為低氧化態(tài)Mtn。
1引發(fā)劑
ATRP引發(fā)劑通常是碳上具備引導(dǎo)或是共軛結(jié)構(gòu)的R—X,鹵素基團(tuán)務(wù)必能夠迅速、可選擇性地在增漲鏈和遷移金屬中間互相交換,快引起對(duì)控制聚合物低分散系數(shù)很重要除此之外R.x引發(fā)劑引起ATRP以后,通過增漲反映能夠獲得端基很確定的聚合物.也就是引發(fā)劑能夠被引進(jìn)到聚合物的兩邊。
2單體
理論上講絕大多數(shù)的能夠完成自由基聚合單體都能夠完成ATRP聚合,可是務(wù)必規(guī)定能找出適合的引發(fā)劑,催化劑,配體。也是因?yàn)椴灰粯拥姆从称胶獬?shù)Keq=Kact/Kdeact不一樣,Keq大的反映較快。
常見單體
1)丙烯酸酯及其衍生物。
2).苯乙烯及其衍生物。
3).也有幾類單體是不能用ATRP來合成,比如,一些有機(jī)酸,可以和過渡金屬生成有機(jī)鹽,使催化劑中毒。
3催化劑
這一差別與自由基聚合的基本差別,也是做好活性聚合的基礎(chǔ),哪一種金屬可以催化ATRP?
① 催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)符合聚合反應(yīng)的需求、
② 配合劑可以與金屬中心產(chǎn)生很強(qiáng)的配位:
③ 配位劑在絡(luò)合物中的形狀可以符合金屬價(jià)態(tài)上升,作合理的調(diào)整以使金屬中心接受鹵原子:
④ 金屬對(duì)鹵原子有相應(yīng)的親和力:
⑤ 金屬中心最少有兩個(gè)價(jià)態(tài)
4配體
配位劑的主要是作用是增加金屬催化劑在有機(jī)相中的溶解度和調(diào)整金屬催化劑的氧化還原電位,以使催化劑達(dá)到反映所需的活性,而且在動(dòng)力學(xué)上與ATRP反映相一致.簡單地說便是使可逆的鈍化反應(yīng)中平衡大大的偏向生成休眠種的方向,
5.聚合方式
因?yàn)檫m用自由基聚合的聚合方式各種各樣而備受工業(yè)領(lǐng)域的親睞.ATRP的本體聚合和溶液聚合、乳液聚合、水溶液條件下的ATRP聚合也很普遍.
3ATRP特征:
(1)?物鏈一起增漲,且增漲鏈數(shù)量一致;聚合物展現(xiàn)低分散性
(2)?聚合物具備活性最末端,有再引起單體聚合的功能.
(3)?聚合物的分子量隨轉(zhuǎn)化率線性增長
(4)?聚合物的分子量正比于消耗單體濃度值與引發(fā)劑起始濃度值之比;
ATRP現(xiàn)已快速發(fā)展成為了在聚合科學(xué)研究中最有力的合成新技術(shù)其一.ATRP也是一類極有發(fā)展趨勢的新技術(shù),它主要是用以新的高分子材料,很多烯烴單體己順利用ATRP新技術(shù)合出出結(jié)構(gòu)特征穩(wěn)定性的嵌段聚合物、接枝共聚物、星形聚合物、超支化聚合物、無規(guī)共聚物、側(cè)鏈液晶聚合物、樹狀大分子及有機(jī)/無機(jī)雜化材料高分子新型功能材料。
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