超临界co2在高分子合成中的应用研究进展

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1、.超临界CO2在高分子合成中的应用研究进展摘要总结了超临界CO2在链增长反应和逐步聚合反应中的应用研究进展。指出超临界CO2在聚合反应中能作为溶剂使用而代替传统的有机溶剂，并且在应用超临界CO2技术进行的聚合反应中，表面活性剂起到了重要的作用。关键词超临界CO2聚合反应表面活性剂AbstractThedevelopmentsofresearchandapplicationofsupercriticalcarbondioxidebothinchaingrowthandstepgrowthpolym

2、erizationaresummarized.Itindicatesthatsupercriticalcarbondioxidecanbeusedasapolymerizationsolventinsteadofconventionalorganicsolvent,andthe...surfactantplaysanimportantroleinsuchpolymerizationsusingsupercriticalcarbondioxideKeywordssupercriticalcarbo

3、ndioxidepolymerizationsurfactant...近年来,随着人类环保意识的增强，鉴于化工有机溶剂对环境造成的严重污染，人们正试图寻找一种新的无毒无污染的物质来代替有机溶剂。超临界CO2作为超临界流体的一种，它在环境化学中能出色地代替许多有害、有毒、易挥发、易燃的有机溶剂；并且，CO2可看作是与水最相似的且比较便宜的溶剂。它能从环境中得来，用于化学过程后可再回到环境，无任何副产物，完全具有绿色的特性；此外，CO2有较温和的临界条件。这些优点决定了CO2能被广泛的应用，因此它正

4、逐渐引起人们的研究兴趣。1超临界CO2的性质超临界流体(supercriticalfluid,简称SCF)是指温度和压力处于其临界温度和临界压力以上的流体[1]。超临界流体具有许多特殊的性质，如，特殊的溶解度、易改变的密度、较低的粘度、较低的表面张力和较高的扩散性等,因此在许多方面都有广泛的应用前景。CO2是超临界流体技术中最常用的溶剂，其临界温度为31.05°C，临界压力为7.37MPa。由于它的临界温度不高，因而可在室温附近实现SCF操作技术，所以能节约能量。它的临界压力也不算高，因此设备加

5、工并不困难。2利用CO2进行高分子合成研究的历史回顾...1960年，Biddulph和Plesch报道了在-50°C的液态CO2中异丁烯的阳离子聚合反应。1968年，Hagiwara等在一法国专利中报道了在大于常压，-78°C到100°C的CO2中进行氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯腈及醋酸乙烯酯等烯类单体的自由基均聚与共聚反应，得到了较高分子量的各种聚合物，聚合产率为15%～100%。Hagiwara等还研究了在20°C～45°C、39.2MPa的CO2中乙烯的离子辐射和自由基聚

6、合反应[2]。1970年，Fukui等[3]在一美国专利中探讨了乙烯基单体在催化剂存在的条件下，于液态CO2中的进行的聚合或共聚反应。他们认为CO2在聚合反应中只做为溶剂或分散剂...，并不参与聚合反应。他们研究的单体包括氯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等。但这些反应都属于沉淀聚合反应，转化率较低，产物分子量小、分布宽，因此该领域的研究受到很大的限制。此后，这方面的报道较少。直到1986年，Sertage等在一加拿大专利中报道，在85～140°C，31MPa的超临界CO2中进行丙烯酸的非均

7、相自由基聚合，能得到一种水溶性的聚合物。1988年，Hartmann和Denzinger以及Herbert和Huvard各自申请了类似的美国专利和欧洲专利[4]...。但这些早期的研究工作得到的多是一些低分子量的，没有多大实用价值的粘性固体或液态聚合物，并未引起人们的足够重视。直到1992年，美国北卡罗纳大学的DeSimone及其合作者们首次在《Science》中报道，用超临界CO2作溶剂，AIBN为引发剂，进行1，1-二氢全氟代辛基丙烯酸酯(FOA)的自由基均聚，得到了分子量达27万的聚合物[

8、5]...。至此，运用液相和超临界CO2技术进行高分子合成与制备的研究开展了起来。其中如何使反应体系很好地分散在超临界CO2介质中是合成中的关键。要求反应物必须对CO2有一定的亲和性，但一般的有机化合物大多是亲酯或憎CO2的，不能直接用于反应。有研究表明，CO2对氟碳、氟醚和硅醚等化合物具有极大的亲和性，这些化合物的存在能有效地促进一般类型的有机物在CO2中的溶解。因此在有机物的合成中，往往向体系中加入一定量的增溶剂，增溶剂的分子结构要求既要有亲酯基团，又要有亲CO2基团。DeSimone用由超