专利名称：一种可控水溶性聚合物的制备方法
技术领域：
本发明涉及原子转移自由基聚合方法，具体涉及一种可控水溶性聚合物的制备方法。
背景技术：
自由基聚合发展于上世纪50年代并已成为工业生产高分子产品的重要技术。但普通自由基聚合虽然操作简单，但却存在分子设计能力差、聚合物分子量及分布难于控制等重要缺陷，使其在合成高性能以及结构复杂的功能性聚合物方便显得无能为力。1995年提出的原子转移自由基聚合(ATRP)是一种集普通自由基聚合与活性聚合于一体的活性/ 可控自由基聚合新技术。它与其他活性聚合相比，它适用的单体范围更广、分子设计能力更强，尤其是其聚合条件温和、工艺简单，这些是其他活性聚合所无法比拟的。因此ATRP是很有应用前景的活性/可控聚合技术，在聚合物分子设计中有广泛的前景。但在随后的研究中也发现常规的ATRP也具有一些不利于工业化生产的特点，如采用的低价态过渡金属盐催化剂容易被氧化而难于保存并且需要在除氧的环境中实施等。2005 ip ^ Matyjaszewski if H (Jakubowski W. , Matyjaszewski K. Macromolecules, 2005，38，4139 - 4146.)提出了一种集常规 ATRP 和反向 ATRP 的优点于一身的“活性”/可控自由基聚合方法——通过电子转移生成催化剂的原子转移自由基聚合 (AGET ATRP)。在该方法中(1)由于在反应体系中引入了一种没有生物毒性的化学物质如维生素C或葡萄糖等作为还原剂，可以把反应体系中的高价态的金属盐原位还原成低价态的ATRP催化剂，因此即使反应体系中有氧气存在也不会影响聚合反应的进行。所以在进行聚合反应之前，只要加入适量的还原剂(去除用于消耗氧气的量)整个聚合体系则不必像常规和反向ATRP那样事先要进行除氧。(2)由于低氧化态的过渡金属盐催化剂是由高价态的过渡金属盐在原位产生的，高价态的过渡金属盐在空气中稳定易保存且原位产生的催化剂具有很高的活性，因此体系中所需要的催化剂的用量可以大大下降，可降低至5ppm甚至更低，大大低于常规ATRP所需的几百 几千ppm的水平，这样得到的聚合产物中的过渡金属盐的残留量很低，产物甚至不需要进行后处理。这两点对工业过程来说意义非凡。因此随着对这一全新的AGET ATRP体系基础研究的加强和深入，这一方法很有可能成为ATRP走向工业化的一个突破口。用于AGET ATRP的催化剂主要为铜盐(如CuBr2, CuCl2),但鉴于铜盐对生物的固有毒性，发明人所在课题组集中于生物相容性好且毒性小的铁盐体系催化的AGET ATRP研究，并在国际上率先报道了铁盐体系催化的AGET ATRP (Zhang L., Cheng Ζ.，Shi S., Li Q. , Zhu X. Polymer, 2008, 49, 3054-3059; Zhang L. , Cheng Ζ. , Tang F. , Li Q. , Zhu X. Macromolecular Chemistry Physics, 2008， 209， 1705—1713; Bai L., Zhang L. , Zhang Ζ. , Tu Y. , Zhou N. , Cheng Ζ. , Zhu X. Macromolecules, 2010, 43, 9283 - 9290.)，以开拓这一方法在合成生物医用高分子材料上的应用。从目前已有的报道来看，尚没有应用铁盐催化的AGET ATRP方法合成水溶性聚合
3物的文献报道。
发明内容
本发明目的是提供一种制备可控水溶性聚合物的方法。为达到上述目的，本发明具体技术方案是，一种制备可控水溶性聚合物的方法，包括以下步骤
α)配制聚合体系，所述聚合体系包括水溶性单体、引发剂、催化剂、配位剂和/或还原
剂；
β)在8(T12(TC下进行原子转移自由基聚合反应，制备得到可控水溶性
权利要求
1. 一种制备可控水溶性聚合物的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)配制聚合体系，所述聚合体系包括水溶性单体、引发剂、催化剂、配位剂和/或还原剂；(2)在8(T12(TC下进行原子转移自由基聚合反应，制备得到可控水溶性聚合物； 所述聚合体系中各组分的摩尔比为n(单体)n(引发剂)n(催化剂)η(配位剂)η(还原剂)=100 1000 1 0.5 5 1 15 0 50 ； O所述水溶性单体选自1^=%)』或 — T2 I!中的一种， 式中，R1选自-SO3Na或者-SO3K中的一种，R2选择氢或甲基中的一种，R3选自单甲醚聚乙 r H，H， ι氧基——
全文摘要
本发明公开了一种制备可控水性聚合物的AGETATRP的聚合体系，包括水溶性单体、引发剂、催化剂、配位剂和/或还原剂，其中，按摩尔比，水溶性单体、引发剂、配位剂和/或催化剂，其中，所述水溶性单体选自或中的一种，式中，R1选自SO3Na或者SO3K中的一种，R2选择氢或甲基中的一种，R3选自单甲醚聚乙氧基、N,N-二甲氨基乙基或者2-羟基乙基中的一种，其中，n=4～23；所述催化剂选自六水合高氯化铁或溴化铁中的一种。本发明所提供的AGETATRP聚合体系制备可控水溶性聚合物，聚合速率高，可在较短时间内得到转化率较高的聚合物，并且聚合反应的控制性好，分子量分布较窄。
文档编号C08F112/14GK102321207SQ20111019438
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者何伟伟, 张丽芬, 朱秀林, 程振平, 缪洁 申请人:苏州大学