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红外光谱原位跟踪活性自由基聚合反应过程研究

陈靖民  华峰君  邱江  杨玉良  
【摘要】:使用新型可插入式红外光谱仪原位检测在 4 羟基 2 ,2 ,6 ,6 四甲基氧化哌啶醇 (HTEMPO)存在下苯乙烯稳定自由基活性均聚合反应和苯乙烯 /甲基丙烯酸羟丙酯的共聚合反应以及苯乙烯原子转移活性自由基聚合 (ATRP)反应三个过程 ,分别考虑了它们的反应动力学 ,并给出了可能的聚合反应机理。研究结果表明 ,对于均相的苯乙烯 (St)均聚合反应和苯乙烯 (St) /甲基丙烯酸羟丙酯 (HPMA)的自由基共聚合反应体系 ,聚合反应动力学为一级 ,聚合物分子量随着转化率逐步增加 ,显示出典型的活性自由基聚合特征。但是这两个聚合反应显示一定的诱导期 ,与反应体系中存在的HTEMPO捕捉自由基有关。而对于St/HPMA共聚合体系 ,诱导期更长 ,这是因为HPMA易和HTEMPO捕捉自由基有关。而对于St/HPMA共聚合体系 ,诱导期更长 ,这是因为HPMA易和HTEMPO自由基发生氢转移反应 ,导致游离的HTEMPO浓度升高。最后用红外光谱实时跟踪苯乙烯非均相ATRP过程 ,发现苯乙烯聚合反应动力学接近于表现零级 ,因为单体分子在由增长自由基、卤化铜和联二吡啶形成的络合物的界面增长 ,与单体相内St浓度无关。

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