自由基聚合不可控原因:1
自由基聚合中,活性中心之间的双基终止难以避免
绝大多数自由基引发剂分解速率太低,而链增长速率有大大超过引发速率,导致在整个聚合过程中,每一个链自由基的“反应微环境”完全不同,最终的分子量相差巨大(分子量分布宽)
MxMy+Mx+yMxMy+MxMy+热力学:吸热反应活化能高(105-150KJ/mol)动力学:反应速率小(分解速率常数10-4-10-6s-1)热力学:放热反应(55-95KJ/mol)活化能低(20-34KJ/mol)动力学:反应速率极高(增长速率常数102-104L/mol•s)可控聚合的特征1
聚合物的分子量随着单体转化率的增加而线性增加
一种单体聚合完成以后,加入另一种单体时,可以继续反应并可制得嵌段聚合物(活性)
单体转化率(%)时间单体转化率分子量(M)M1M2可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)(reversibleaddition–fragmentationchaintransferpolymerization)1998年澳大利亚的Rizzardo、Thang等提出RAFT聚合方法
Macromolecules,1998,31(16):5559-5562
RAFT不失为合成结构明确并具有预定分子量的嵌段共聚物的好方法
在RAFT中反应中,通常加入双硫酯衍生物作为转移试剂,聚合中它与增长链自由基形成休眠的中间体,限制了增长链自由基之间的不可逆双基终止副反应,使聚合反应得以有效控制
这种休眠的中间体可自身裂解,从对应的硫原子上再释放出新的活性自由基,结合单体形成增长链,加成或断裂的速率要比链增长的速率快得多,双硫酯衍生物在活性自由基与休眠自由基之间迅速转移,使分子量分布降低,从而使聚合体现“活性”可控特征
RAFT聚合中所使用的转移引发剂:三硫代碳酸酯[RSC(=S)SRp]以及二硫代甲酸酯[RSC(=S)SRp]