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词条 RAFT
释义

1、定义及基本性质

可逆加成-断裂链转移聚合(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization),是活性/可控自由基聚合(CRP)的一种。另外还有iniferter,NMP和ATRP.

1998年,Rizzardo在第37届国际高分子大会上作了“Tailored polymers by free radical processes”的报告,首次提出了可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)的概念。

在传统的自由基聚合体系中,链转移反应不可逆,导致聚合度降低,无法控制。如果加入链转移常数高的特种链转移剂,使得增长自由基和该链转移剂之间进行退化转移,从而降低自由基的浓度,就有可能实现活性自由基聚合。

2、机理

在RAFT反应中,通常加入双硫酯衍生物SC(Z)S—R作为链转移试剂。聚合中它与增长链自由基Pn·形成休眠的中间体(SC(Z)S—Pn),限制了增长链自由基之间的不可逆双基终止副反应,使聚合反应得以有效控制。这种休眠的中间体可自身裂解,从对应的硫原子上再释放出新的活性自由基R·,结合单体形成增长链,加成或断裂的速率要比链增长的速率快得多,双硫酯衍生物在活性自由基与休眠自由基之间迅速转移,使分子量分布变窄,从而使聚合体现可控/“活性”特征。

如图所示:

3、优缺点

RAFT的最大优点是适用的单体范围广。除了常见单体外,丙烯酸、对乙烯基苯磺酸钠、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸胺基乙酯等质子性单体或酸、碱性单体均可顺利聚合,十分有利于含特殊官能团烯类单体的聚合反应。不需要使用昂贵的试剂(如TEMPO),也不会导致杂质或残存试剂(如ATRP中过渡金属离子、联吡啶等)难以从聚合产物中除去。不仅分子量分布较窄(一般都在1.3以下),而且聚合温度也较低,一般在60—70℃下即可进行。分子的设计能力强,可以用来制备嵌段、接枝、星型共聚物。

然而,RAFT也有不少缺点:例如双硫酯衍生物可能会使聚合物的毒性增加,并且双硫酯的制备过程比较复杂,还有可能使聚合物带有一定的颜色和气味。它们的去除或转换也比较困难,RAFT商品试剂难以得到等。还有一个缺点是和NMP一样需要引发剂,引发自由基也容易引起链终止。

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更新时间:2024/12/24 7:54:57