一种无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法与流程

文档序号:12399688阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法,其特征在于,该方法是在电化学作用的情况下,在不使用有毒配体的条件下,使包括单体、催化剂、引发剂、电解质和溶剂五者在内的反应原料相混合,从而使所述单体进行原子转移自由基聚合反应生成相应的聚合物;

所述有毒配体包括毒性强于1,3-二甲基咪唑啉酮的含磷有机化合物、以及毒性强于1,3-二甲基咪唑啉酮的含氮有机化合物;优选的,所述有毒配体包括三环己基膦,磷酸三乙酯,磷酸三甲酯,三(2,4,6-三甲氧基苯基)磷,磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯,1,3-双(二苯基膦)丙烷,三(3,6-二氧杂庚基)胺,四甲基乙二胺,五甲基二乙烯三胺,六亚甲基四胺,4,4'-二壬基-2,2'-联吡啶,N-(正己基)-2-吡啶基甲亚胺,二氨基吡啶。

2.如权利要求1所述无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法,其特征在于,所述无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法,包括以下步骤:

在无水且隔离氧气的条件下,将所述单体、所述催化剂、所述引发剂、所述电解质以及所述溶剂五者相混合形成预反应混合液;然后将该预反应混合液加热至预先设定的原子转移自由基聚合反应的反应温度,并向所述预反应混合液施加电化学作用,所述单体即开始进行原子转移自由基聚合反应生成相应的聚合物;

所述溶剂与所述电解质两者的摩尔比为100:1~500:1,所述溶剂与所述催化剂两者的摩尔比为100:1~200:1;

所述单体与所述引发剂两者的摩尔比为100:1~500:1;所述单体与所述溶剂两者的体积比为1:1~10:1。

3.如权利要求1所述无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法,其特征在于,向所述预反应混合液施加所述电化学作用,具体是向所述预反应混合液施加电压为-0.3V~-0.01V或0.01V~0.2V;优选的,所述电压的扫描速率为0.01V/s~0.1V/s。

4.如权利要求1所述无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法,其特征在于,所述单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺和丙烯腈中的至少一种;

所述引发剂为2-溴苯基乙酸乙酯、2-溴异丁酸乙酯、2-溴异丁酸甲酯、2-溴丙酸乙酯和2-溴乙基苯的任意一种;

所述溶剂为酰胺类化合物;优选为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基咪唑啉酮中的任意一种;

所述催化剂采用溴化铁、溴化铜、氯化铁和氯化铜中的任意一种。

5.如权利要求1所述无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法,其特征在于,所述电解质为四乙基四氟硼酸铵、过氯酸四丁基铵、四丁基四氟硼酸铵、四丁基三氟甲烷磺酸铵、以及四丁基溴化铵中的任意一种。

6.如权利要求1所述无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法,其特征在于,所述预反应混合液是在保护性气体的条件下搅拌混合20min~30min得到的;优选地,所述保护性气体为氮气或惰性气体。

7.如权利要求1所述无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法,其特征在于,所述预先设定的原子转移自由基聚合反应的反应温度为30℃~90℃。

8.如权利要求1所述无毒配体的电化学调控原子转移自由基聚合方法,其特征在于,所述原子转移自由基聚合反应的反应时间为0~21小时;

优选地,所述原子转移自由基聚合反应是通过冷却反应体系结束的,生成的所述相应的聚合物是通过除去所述反应体系中所述催化剂、所述溶剂、所述电解质以及未反应的所述单体提纯得到的。

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