探究甲基丙烯酸甲酯的可逆加成断裂链转移（raft）的乳液聚合

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1、浙江大学硕士学位论文甲基丙烯酸甲酯的可逆加成断裂链转移（RAFT）的乳液聚合姓名：崔秀峰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：罗英武;李宝芳20060301浙江人学硕十学位论史摘要可逆加成断裂链转移rReversibleAddition—FragmentationChainTransferPolymerization⋯-RAFT)聚合是九十年末兴起的“活性”，可控自由基聚合方法之。相对于其它“活性”自由基聚合，RAFT聚合的主要优点是：i)可以直接应用传统自由基聚合的配方和工艺基础；ii)适

2、用单体范围广；iii)同时还能保证较高的聚合速率。在过去的十多年中，RAFT聚合在本体、溶液体系中已经取得了很好的发展；由丁乳液聚合的众多优点(环保等等)而使乳液聚合成为RAFF聚合工业化的最佳实现方式，因此人们越来越多的开始关注RAFT乳液聚合的研究。但是到目前为止，RAFT在乳液聚合中的应用仍然存在很多困难。早期的研究发现：在RAFT乳液聚合过程中会产生大量的凝聚物，以及严重的分相，并且聚合速率非常慢。本文旨在研究RAFT乳液聚合失稳的机理。通过理论模拟发现，在乳液聚合与细乳液聚合一样，反应

3、过程中存在乳胶粒的“超级溶胀”现象。据此我们提出乳胶粒的“超级溶胀”是活性自由基乳液聚合失稳的主要原因的假设。根据模拟结果，我们设计并研究了不同反应参数对乳液稳定性的影u向。研究发现，加快引发速率，增大乳化剂浓度和增大目标分子量都能改善乳液的稳定性；这个结论与模拟结果相符，并且支持乳胶粒的“超级溶胀”是RAFT乳液聚合失稳的主要原因的假设。当乳化剂含量为10％，引发剂为氧化还原体系以及目标分子量为400009／mol的实验条件下，可以成功地进行甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate

4、，简写为MMA)的RAFT乳液聚合，并且乳液稳定，聚合物分子量分碲较窄。另外，通过对RAFT乳液聚合反应过程中RAFr试剂在单体液滴中的浓度的测定，发现RAFT试剂比单体更容易从单体液滴中通过水相迁移到乳胶粒巾，否定了质量传递是乳液失稳原因的说法。最后，本文还对苯乙烯的RAFT乳液聚合稳定性的影响和MMA的半连续聚合进行了初步研究。关键词：RAFT聚合乳液聚合超级溶胀浙江大学硕J学位论史AbstractReversibleaddition—fragmentationchaintransfer(R

5、AFT)polymerizationisoneoftheliving／controlledfleeradicalpolymerizationtechniques．Comparedwithotherliving／controlledfreeradicalpolymerizationmethods，majoradvantagesoftheRAFTpolymerizationarei)verysimilarrecipeandprocessestothetraditionalfreeradicalpol

6、ymerization，ii)alargervarietyofmonomers，andiii)higherpolymerizationrate．Inthepastdecade．RAFrpolymerizationhasbeenextensivelyinvestigatedinbulkandsolutionpolymerization．Morerecently,theresearchattentionoftheRAFTprocesseshasbeendirectedtoemulsion／minie

7、mulsionpolymerizationsystems，whicharecommerciallyviablemethodsforimplementingRAFTpolymerizationandenvironmentallybenign．However’fewsuccessesofRAFTpolymerizationhavebeenreportedforanabinitioemulsionsystem．Thecolloidalinstabilityisthemajorproblem．Anoil

8、ylayerorverylargeparticlesizewereusuallyobserved．Poorcontrolinmolecularweighandpolydispersityindexwerealsoreportedinmostcases．ThecurrentthesisaimsatrevealingthemechanismofcolloidalinstabilityinanabinitioemulsionRAFTpolymerization．Basedonthetheoretica