一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法技术

本发明专利技术公开了一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，包括以下步骤：将催化剂、引发剂和丙烯酸酯系单体溶于溶剂中，置于惰性气体环境中反应，在磁力搅拌下室温紫外光照射条件下聚合，以四氢呋喃溶解聚合物，在甲醇中沉淀，分离干燥后得到聚合物。本发明专利技术涉及的聚合过程简单，且不使用金属催化剂，得到的聚合物中无金属残留，在精细化工、智能载药以及生物材料领域有巨大的应用潜力。

A Polymerization Method of Atom Transfer Radical Induced by Ultraviolet Light

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法
本专利技术属于聚合
，具体涉及一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法。
技术介绍
自由基聚合具有单体广泛、合成工艺多样、操作简便、工业化成本低等优点，同时可以应用于功能性单体的聚合以及共聚，60％以上的聚合物都由自由基聚合生产得到。自由基聚合的活性聚合一直是研究的热点。活性自由基聚合用于制备具有精确一级结构的聚合物(组成、尺寸分布、形状、序列分布及规整性)，聚合物的分子量可设计预测，得到分子量分布窄的聚合物。目前活性自由基聚合的主要方法有引发转移终止剂法、稳定氮氧自由基调控聚合法、原子转移自由基聚合以及可逆加成-断裂链转移聚合。其中引发转移终止剂法得到的聚合物分子量分布宽，稳定氮氧自由基调控聚合中使用的氮氧化合物在高温下才能生成自由基，能耗大，适用的单体的种类少；可逆加成-断裂链转移聚合的链转移试剂双硫酯衍生物毒性大，制备过程复杂，去除和转换困难，而且试剂价钱昂贵，难以获得；原子转移自由基聚合使用的过渡金属络合物催化剂在聚合过程中不消耗，难提纯，金属残留物会限制聚合物的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，以有机小分子作为催化剂，得到单体转化率高(60％以上)、分子量符合理论值、分子量分布窄(<1.4)的聚合物。为了实现上述技术目的，本专利技术具体通过以下技术方案实现：一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，包括以下步骤：将催化剂、引发剂和丙烯酸酯系单体溶于溶剂中，置于惰性气体环境中反应，在磁力搅拌下室温紫外光照射条件下聚合，以四氢呋喃溶解聚合物，在甲醇中沉淀，分离干燥后得到聚合物。进一步的，所述丙烯酸酯系单体、引发剂和催化剂的摩尔比为100:1:1～100:1:3.进一步的，所述的催化剂选自有机小分子六氟磷酸三芳基磺胺盐(TSPF6)。进一步的，所述的引发剂选自2-溴异丁酸乙酯或α-溴代苯乙酸乙酯等原子转移自由基聚合引发剂。进一步的，所述的丙烯酸酯系单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸二氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯或甲基丙烯酸苄基酯等。进一步的，所述的溶剂选自碳酸丙烯酯、四氢呋喃、NN-二甲基甲酰胺、NN-二甲基乙酰胺、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷或二甲基亚砜。本专利技术方法可用于合成均聚物，也可以用于合成共聚物(嵌段、无规、接枝、交替)。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术方法基于廉价易得的有机催化剂，不使用金属催化剂，得到的聚合物中无金属残留，在精细化工、智能载药以及生物材料领域有巨大的应用潜力。2)本专利技术方法基于活性自由基聚合，得到的聚合物有活性聚合的特征，得到单体转化率高(60％以上)、分子量符合理论值、分子量分布窄(<1.4)的聚合物。3)本专利技术所述催化剂毒性低(无味无色)、催化剂具有高溶解性、反应条件温和(室温)。具体实施方式下面将结合本专利技术具体的实施例，对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种紫外光诱导的原子转移自由基聚合的非金属有机催化剂，所述的非金属有机催化剂其结构式如下：一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，包括以下步骤：将甲基丙烯酸甲酯，2-溴异丁酸乙酯和六氟磷酸三芳基磺胺盐(8000：80：240)加入到反应管中(碳酸丙烯酯占50％)，加入磁子，通惰性气体(氮气或者氩气)3分钟，关闭反应管活塞，在室温下用磁力搅拌下，并且用紫外光照射引发甲基丙烯酸酯甲酯聚合，6h后打开反应管，以四氢呋喃溶解聚合物，在甲醇中沉淀，分离干燥后得到聚合物，称重后得到转化率为60％，其理论分子量为6000。用凝胶渗透色谱测得聚合物的分子量为6500，其分子量分布为1.33。实施例2一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，包括以下步骤：将甲基丙烯酸甲酯，α-溴代苯乙酸乙酯和六氟磷酸三芳基磺胺盐(8000：80：240)加入到反应管中(碳酸丙烯酯占50％)，加入磁子，通惰性气体(氮气或者氩气)3分钟，关闭反应管活塞，在室温下用磁力搅拌下，并且用紫外光照射引发甲基丙烯酸酯甲酯聚合，4h后打开反应管，以四氢呋喃溶解聚合物，在甲醇中沉淀，分离干燥后得到聚合物，称重后得到转化率为55％，其理论分子量为5500。用凝胶渗透色谱测得聚合物的分子量为6400，其分子量分布为1.33。实施例3一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，包括以下步骤：将甲基丙烯酸苄基酯，2-溴异丁酸乙酯和六氟磷酸三芳基磺胺盐(8000：80：80)加入到反应管中(四氢呋喃占50％)，加入磁子，通惰性气体(氮气或者氩气)3分钟，关闭反应管活塞，在室温下用磁力搅拌下紫外光照射引发聚合，3h后打开反应管，以四氢呋喃溶解聚合物，在正己烷中沉淀，分离干燥后得到聚合物，称重后得到转化率为90％，其理论分子量是16000。用凝胶渗透色谱测得聚合物的分子量为14000，其分子量分布为1.40。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：将催化剂、引发剂和丙烯酸酯系单体溶于溶剂中，置于惰性气体环境中反应，在磁力搅拌下室温紫外光照射条件下聚合，以四氢呋喃溶解聚合物，在甲醇中沉淀，分离干燥后得到聚合物。

【技术特征摘要】
1.一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：将催化剂、引发剂和丙烯酸酯系单体溶于溶剂中，置于惰性气体环境中反应，在磁力搅拌下室温紫外光照射条件下聚合，以四氢呋喃溶解聚合物，在甲醇中沉淀，分离干燥后得到聚合物。2.根据权利要求1所述的一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，其特征在于，所述的丙烯酸酯系单体、引发剂和催化剂的摩尔比为100:1:1～100:1:3。3.根据权利要求2所述的一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，其特征在于，所述的催化剂选自有机小分子六氟磷酸三芳基磺胺盐。4.根据权利要求2所述的一种紫外光诱导原子转移自由基的聚合方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷琳，李蒙蒙，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61