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9-(二硫代苯甲酸酯基)芴及二硫代苯甲酸异丁氰基酯类RAFT试剂的合成及其应用研究

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目录

声明

第一章 绪 论

1.1活性聚合的概念

1.2 “活性”可控自由基聚合

1.3可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合

1.3.1 聚合原理

1.3.2 RAFT试剂的选择与合成

1.3.3 RAFT聚合的应用

第二章 设计思想与研究方案

2.1课题的提出及意义

2.2研究思路与方案

2.2.1 芴基RAFT试剂的合成

2.2.2 芴基RAFT试剂的应用研究

2.2.3 RAFT试剂在聚氨酯大分子单体活性自由基聚合上的应用

2.2.4 分析测试

第三章 实验部分

3.1 主要仪器及原料和试剂

3.1.1 仪器

3.1.2 药品

3.2 RAFT试剂的合成

3.2.1 9-(二硫代芳甲酸酯基)芴(2a~2e) 及3的合成

3.2.2 2, 7-二(二硫代羧甲酸苄基酯)-9-二乙硫基亚叉芴(6)的合成

3.2.3 二硫代芳甲酸异丁氰酯类RAFT试剂(7a、7b及9)的合成

3.3 聚合物的制备

3.3.1 RAFT试剂匹配单体及聚合实施方法的寻找

3.3.2 以9-二硫代芳甲酸酯基芴为RAFT试剂的苯乙烯本体聚合

3.3.3 端烯基聚氨酯大分子单体的制备

3.3.4 以二硫代芳甲酸异丁氰酯为RAFT试剂的聚氨酯大单体的聚合

第四章 结果与讨论

4.1 RAFT试剂的制备与表征分析

4.1.1 化合物的合成

4.1.2 结构分析

4.1.3 2a~2e的紫外光谱

4.2 芴基RAFT试剂对苯乙烯聚合的活性控制

4.2.1 芴基RAFT试剂控制苯乙烯自由基聚合的活性特征

4.2.2 不同取代基对芴基RAFT试剂控制苯乙烯聚合的影响

4.3 异丁氰基RAFT试剂对聚氨酯大分子单体聚合的控制

4.3.1 端烯基聚氨酯大分子单体的制备

4.3.2 异丁氰基RAFT试剂控制聚氨酯大分子单体聚合的活性特征

第五章 结论

5.1 全文总结

5.2 问题与展望

致谢

参考文献

附录A 攻读学位期间发表论文

附录B 部分英文缩写

附录C 部分谱图

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摘要

可逆加成-断裂链转移(Reversible addition-fragmentation chain transfer,RAFT)自由基聚合是活性自由基聚合领域的一次突破。由于该方法具有适用单体范围广、反应条件温和以及聚合实施方法多样等优点,已成为一种有效的分子设计和材料设计手段。本文以芴和卤代烃为原料,合成了一类新型 RAFT试剂9-二硫代芳甲酸酯基芴,并进一步以其为反应物转化得到了两种二硫代芳甲酸异丁氰酯。用1HNMR、13CNMR、IR、MS、UV-Vis等对所得化合物结构进行了表征。
  本文研究证实9-二硫代苯甲酸酯基芴类RAFT试剂可有效控制苯乙烯的聚合反应,但对丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯类单体的聚合不但不具控制效果反而只起到严重的阻聚效应。二硫代芳甲酸异丁氰基酯7a和7b可有效控制丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯的聚合。
  本文研究表明所合成的系列新型RAFT试剂9-(二硫代芳甲酸酯基)芴均可有效控制苯乙烯的聚合,分子量随单体转化率线性增加,单体的ln([M]o/[M])与聚合时间基本成线性关系,聚合过程表现为一级动力学。同时得到了分子量可控,分子量分布窄,只有少量死聚物而大部分聚合物末端保持活性的聚苯乙烯,并且以其为大分子RAFT试剂加入苯乙烯可以继续发生扩链反应。
  以对甲基二硫代苯甲酸异丁氰基酯为RAFT试剂,以所合成端烯基聚氨酯为大分子单体进行了无皂乳液聚合试验,结果表明所选RAFT试剂对此大分子单体的聚合显示一定的控制性能。

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