原子转移自由基聚合法制备聚合物刷

原子转移自由基聚合法制备聚合物刷／彭慧等?７３?

原子转移自由基聚合法制备聚合物刷

彭慧王娟杨婷婷严薇程时远

（湖北大学化学与材料科学学院，武汉４３００６２）

摘要介绍了原子转移自由基聚合法（ＡＴＲＰ）制备聚合物刷（平面刷、球形刷和分子刷）的研究进展及应用前景。聚合物刷子的奇异构象使其具有许多新奇的性质和潜在的应用前景。ＡＴＲＰ是制备具有可控结构的聚合物以及有机／无机杂化材料的一种较好的方法。通过ＡＴＲＰ制备聚合物刷，可以有效地改变聚合物刷的组成和聚合度，从而改变聚合物刷的表面性质，设计出具有新型结构及性能的材料。

关键词原子转移自由基聚合聚合物刷接枝共聚

ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＰｏｌｙｍｅｒＢｒｕｓｈｅｓｂｙＵｓｉｎｇＡｔｏｍＴｒａｎｓｆｅｒＲａｄｉｃａｌＰｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎＰＥＮＧＨｕｉＷＡＮＧＪｕａｎＹＡＮＧＴｉｎｇｔｉｎｇＹＡＮＷｅｉＣＨＥＮＧＳｈｉｙｕａｎ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ，ＨｕｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００６２）

ＡｂｓｔｒａｃｔＡｔｏｍｔｒａｎｓｆｅｒｒａｄｉｃａｌｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ（ＡＴＲＰ）ｉｓａｒｏｂｕｓｔｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｐｒｐａｒａｔｉｏｎｏｆｗｅｌｌ一ｄｅｆｉｎｅｄ（ｃｏ）ｐｏＩｙｍｅｒｓ．Ｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓａｌｓｏｅｎａｂｌｅｓｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｐｏｌｙｍｅｒｂｒｕｓｈｅｓｗｈｅｒｅ（ｃｏ）ｐｏｌｙｍｅｒｓａｒｅｃｏｖａｌｅｎｔｌｙａｔｔａｃｈｅｄｔｏｅｉｔｈｅｒｃｕｒｖｅｄｏｒｆｌａｔｓｕｒｆａｃｅｓ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｐｏｌｙ—ｍｅｒｂｒｕｓｈｅｓｆｒｏｍｓｕｒｆａｃｅｓ，ｐｏｌｙｍｅｒｓａｎｄｃ０１１０ｉｄｓｉｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｆｏｃｕｓｉｎｇｏｎｒｅｐｏｒｔｓｕｓｉｎｇＡＴＲＰ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｐｐ“ｃａｔｉｏｎｓｏｆｐｏｌｙｍｅｒｓｂｒｕｓｈｅｓａｒｅｂｒｉｅｆｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．

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０前言

聚合物刷子是指由密度很高的聚合物分子链的一端连接于表面或界面上而形成的一种特殊的高分子结构，聚合物刷子的奇异构象使其具有许多新奇的性质和潜在的应用前景。目前，随着研究方法的深入及合成方法的发展，使广大科研工作者对聚合物刷的研究产生了极大的兴趣，研究成果不断涌现。

在聚合物刷子中，分子链与表面或界面的连接方式有２种：①物理吸附：具有表面活性的聚合物分子和末端具有功能基团的聚合物在表面的自组装，这一过程是可逆的［１１；②化学键合：聚合物分子链以化学键的方式连接于固体基体的表面，这一过程是不可逆的。共价键合可通过“接枝到表面”［２１和“从表面接枝”［３］２种技术完成。通常只有少数聚合物能通过“接枝到表面”的方法固定于基体表面，但用这种方法合成的聚合物刷子的接枝率很低。“从表面接枝”主要有①由等离子体或辉光放电处理的基体合成聚合物刷子［４３；②通过常规自由基聚合反应合成聚合物刷子［５３；③通过可控自由基聚合方法合成聚合物刷子［６］。为了更好地控制聚合物的分子量及其分布，合成新型结构的聚合物刷，人们采用可控自由基聚合方法，包括原子转移自由基聚合法（ＡＴＲＰ）［７］、氮氧调控聚合法［８］、可逆加成一断裂链转移聚合法（ＲＡＦＴ）［９］等。这里仅介绍ＡＴＲＰ制备聚合物刷的研究进展。

ＡＴＲＰ是１９９５年美国卡内基一梅隆大学的王锦山博士和Ｍａｔｙｊａｓｚｅｓｋｉ等提出的［１…。可进行ＡＴＲＰ反应的单体非常广泛，几乎包括了所有能进行其它活性聚合的单体和一些目前无法进行活性聚合的单体［１””］。另外，ＡＴＲＰ采用的引发剂是价廉易得的卤代烃，选用不同的卤代烃，可在聚合物材料中引入不同的端基官能团。而用大分子卤代烃引发剂可直接合成一些用其它方法不能或难以得到的窄分子量分布聚合物、末端官能团聚合物、无规及梯度共聚物、嵌段共聚物、星形共聚物、接枝和梳形聚合物、超支化聚合物等。在固体平面、球形分子以及大分子表面引入烷基卤代烃引发剂，然后进一步在其表面引发聚合，可得到具有不同组成、聚合度和形状的聚合物刷（平面刷、球形刷和分子刷），如图１所示。

图１用表面接枝法在不同功能基质上制备聚合物刷的实例Ｆｉｇ．１Ｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｐｏｌｙｍｅｒｂｒｕｓｈｅｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇ“ｇｒａｆｔｉｎｇｆｒｏｍ”ａｐｐｒｏａｃｈｆｒｏｍｖａｒｉＯｕｓｆｕｎｃｔｉＯｎａｌｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｓｕｃｈａｓｆｌａｔｗａｆｅｒｓ，ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｃｏｌＩｏｉｄｓａｎｄｐｏｌｙｍｅｒｓ（Ｘ—ｈａｌｏｇｅｎ）

彭慧：女，１９７２年生，博士，主要从事聚合物乳液以及活性自由基聚合方面的研究Ｔｅｌ：０２７—５０８６５３４３Ｅ—ｍａｉｌ：ｐｅｎｇ—ｈｕｉ３＠ｙａ

ｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ；程时远：通讯联系人

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