阴离子聚合体系聚苯乙烯立构规整性控制研究

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阴离子聚合

阴离子聚合

CH2 CH
CH2 CH CH CH2
CH2 C CH CH2 CH3
苯乙烯
丁二烯
异戊二烯
5
二、阴离子聚合的机理和动力学
1.阴离子聚合的引发体系 阴离子聚合的引发剂是电子给体(亲核试剂),
属碱类物质(碱金属,有机金属化合物以及三级胺 等)。根据引发机理可分为电子转移引发和阴离子 引发两类。
6
(1)碱金属 Li、Na、K等碱金属原子最外层近一个价电子,
2
一、阴离子聚合的单体
烯类、羰基化合物、三元含氧杂环和含氮杂环 都有可能进行阴离子聚合,本节主要讨论烯烃的阴 离子聚合。
原则上讲,带有π—π共轭体系的单体都能进 行阴离子聚合。如果同时具有吸电子基,则更易进 行阴离子聚合。吸电子基减少双键上电子云密度, 有利于阴离子进攻,并使形成的碳阴离子的电子云 密度分散而稳定。
12
(3)其他 ROH,H2O ,R3P, R3N等中性亲核试剂中都
含有未共用电子对,能引发很活泼的单体阴离子聚 合,如硝基乙烯、偏二腈乙烯、α—氰基丙烯酸酯 等等。
CN CH2 C C O CH3
O
α—氰基丙烯酸甲酯
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(4) 阴离子聚合引发剂与单体的匹配 阴离子聚合的单体和引发剂都具有很强的选择
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7. 丁基锂的缔合现象和定向聚合作用 丁基锂是目前应用最广的阴离子聚合引发剂。
实践中发现若溶剂体系选择不当,丁基锂的引发活 性很低,这可能是由于丁基锂的缔合作用引起。
丁基锂在特定条件下对聚合产物具有定向作用。 (1)丁基锂的缔合现象
丁基锂在非极性溶剂如苯、甲苯、己烷中存在缔 合现象,缔合度2 ~6不等。缔合分子无引发活性。
在增长反应中,单体的加成方向受离子对的限 制,产物的立构规整性较自由基聚合强,但尚不能 控制。

《高分子材料学》名词解释

《高分子材料学》名词解释

1.高分子材料:以高分子化合物为基材加入适当助剂,经过混炼的能够进行成型加工的材料。

2.高分子化合物:是指那些众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在1万以上的化合物3.重复单元:在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元4.结构单元:重复单元中包括的更小的不能再分的结构单位。

5.聚合度:即聚合物大分子链所含结构单元数目的平均值。

6.分散性:聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物,用以表达聚合物的相对分子量大小不一的专业术语7.连锁聚合:活性中心引发单体并迅速连锁增长的聚合反应8.逐步聚合:无活性中心,单体官能团之间相互反应而使分子链逐步增长的聚合反应9.加聚反应:烯类单体经过加成而聚合起来的反应10.缩聚反应:单体经过多次缩合而聚成的大分子反应产物,并伴随小分子生成的反应。

11.热塑性聚合物:聚合物大分子之间以物理力聚而成,加热时可熔,并能溶于适当溶剂中的聚合物,受热时可塑化,冷却时可固化成型。

12.热固性聚合物:加热条件下发生了交联反应,形成了网状或体型结构,再加热时不能熔融塑化,也不能溶于溶剂,这类聚合物称为热固性聚合物。

13.聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应14.自由基聚合:用自由基作为活性中心引发,使链增长自由基不断增长的聚合反应15.诱导效应:有机分子引入一原子或基团后,使分子中成键电子云密度发生变化:从而使化学键发生极化的现象16.诱导分解:诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应:其结果是引发剂效率降低17.笼蔽效应:在溶液聚合反应中,浓度较低的引发剂分子及其分解出的初级自由基,始终处于含大量溶剂分子的高粘度聚合物溶液的包围之中:一部分初级自由基无法与单体分子接触而更容易发生向引发剂或溶剂的转移反应,从而使引发剂效率降低18.半衰期:在一定的温度下,引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间,用于衡量引发剂活性或反应速率的大小19.引发效率:引发聚合的这部分引发剂占引发剂分解消耗总量的分率称为引发剂效率20.自由基寿命:自由基从产生到引发单体聚合形成聚合物的这段时间。

苯乙烯阴离子聚合实验报告

苯乙烯阴离子聚合实验报告

苯乙烯阴离子聚合实验报告苯乙烯阴离子聚合实验报告实验目的:本实验旨在通过聚合反应,合成苯乙烯聚合物,并对聚合过程进行观察和分析,探究苯乙烯阴离子聚合的特点和机理。

实验原理:苯乙烯是一种具有双键结构的烯烃类化合物,其分子中的双键可被引发剂引发开裂,形成自由基,从而引发聚合反应。

由于苯乙烯分子中的双键数量较少,因此单个引发剂分解生成的自由基只能引发少数苯乙烯分子的聚合。

为了提高反应效率,通常需要引入一种称为“共聚单体”的物质,以增加反应中活性自由基的数量,从而促进聚合反应的进行。

实验步骤:1. 准备实验所需材料,包括苯乙烯、引发剂、共聚单体等。

2. 在实验室条件下,将苯乙烯和共聚单体按照一定的比例混合,得到混合物。

3. 将混合物倒入装有引发剂的反应器中,同时控制反应器的温度和压力。

4. 在一定的时间内观察反应过程,并记录下来。

5. 反应结束后,将产物进行分离和纯化,得到聚合物。

实验结果:通过实验观察和数据记录,我们发现苯乙烯阴离子聚合反应在合适的条件下可以高效进行。

在反应过程中,我们可以清晰地观察到苯乙烯分子逐渐聚合形成聚合物的过程。

聚合物的形态和性质可以通过不同的实验手段进行表征和分析。

实验分析:苯乙烯阴离子聚合反应是一种重要的聚合反应,其产物广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。

通过实验观察和数据分析,我们可以得出以下结论:1. 引发剂的选择和使用量对反应的效果有重要影响。

过少的引发剂会导致反应速率过慢,而过多的引发剂则可能引起副反应,影响产物的纯度和性质。

2. 温度和压力的控制也对反应结果有重要影响。

适宜的温度和压力可以提高反应速率和产物的收率。

3. 共聚单体的选择和比例也会影响聚合物的性质。

通过调整共聚单体的种类和比例,可以改变聚合物的结构和性能。

实验结论:苯乙烯阴离子聚合是一种高效的聚合反应,通过合适的实验条件和反应控制,可以得到具有不同结构和性能的聚合物。

本实验通过观察和分析,对苯乙烯阴离子聚合的特点和机理进行了初步探究,为进一步研究和应用提供了基础。

第五章配位聚合解析

第五章配位聚合解析

第五章 配位聚合 习题参考答案1.举例说明聚合物的异构现象,如何评价聚合物的立构规整性?解答:(1)聚合物的异构现象:① 结构异构聚合物,如聚甲基丙烯酸甲酯与聚丙烯酸乙酯:CH 3|-[-CH 2-C-]n - -[-CH 2-CH-]n -| |CO 2CH 3 CO 2C 2H 5聚甲基丙烯酸甲酯 聚丙烯酸乙酯② 几何异构聚合物,汉分子链中由于双键或环形结构上取代基在空间排列方式不同造成的立体异构称为几何异构,也称顺-反异构。

如丁二烯聚合所形成的1,4-聚丁二烯,其结构单元有顺式结构和反式结构两种:~~~CH 2 CH 2~~~ ~~~CH 2 HC = C C = CH H H CH 2~~~ 顺式结构(顺-1,4聚丁二烯) 反式结构(反-1,4聚丁二烯)③ 光学异构聚合物,如聚环氧丙烷有一个真正的手性碳原子:H|~~~O-C *-CH 2~~~|CH 3④ 构象异构聚合物,当大分子链中原子或原子团绕单键自由旋转所占据的特殊空间位置或单键连接的分子链单元的相对位置的改变称构象异构。

构象异构可以通过单键的旋转而互相转换。

(2)当大分子链上大部分结构单元(大于75%)是同一种立体构型时,称该大分子为有规立构聚合物,或立构规整聚合物、定向聚合物。

反之,称为无规立构聚合物。

2.写出下列单体聚合后可能出现的立构规整聚合物的结构式及名称:(1)CH 2=CH-CH 3(2)CH 2-CH-CH 3O(3)CH 2=CH-CH=CH 2CH 3|(4)CH 2 =C-CH=CH 2 解答:(1) 聚丙烯全同聚丙烯(R 为甲基) 间同聚丙烯(R 为甲基)全规聚环氧丙烷 间规聚环氧丙烷 (3) 丁二烯~~~CH 2CH 2~~~ ~~~CH 2 HC = C C = CHH 2~~~ 顺式结构(顺-1,4聚丁二烯)反式结构(反-1,4聚丁二烯)R 为乙烯基)间同1,2-聚丁二烯(R 为乙烯基)(4) 异戊二烯~~~CH 2 CH 2~~~~~~CH 2 H C = CC = C CH 3CH 3 2~~~ 顺式结构(顺-1,4聚异戊二烯)反式结构(反-1,4聚异戊二烯) 全同3,4-聚异戊二烯(R 为-C(CH 3)=CH 2)间同3,4-32)全同1,2-聚异戊二烯(R 乙烯基)间同3,4-聚异戊二烯(R 为乙烯基)3.什么是配位聚合?主要有几类催化剂(或引发剂),各有什么特点?解答:(1)配位聚合:是指单体分子的碳-碳双键先在显正电性的低价态过渡金属的空位上配位,形成某种形式的络合物(常称σ-π络合物),经过四元环过渡态,随后单体分子插入过渡金属-碳键中进行增长的聚合过程。

高分子化学-高化第四章答案

高分子化学-高化第四章答案

第四章离子聚合习题参考答案1.与自由基聚合相比,离子聚合活性中心有些什么特点?解答:离子聚合和自由基聚合的根本不同就是生长链末端所带活性中心不同。

离子聚合活性中心的特征在于:离子聚合生长链的活性中心带电荷,为了抵消其电荷,在活性中心近旁就要有一个带相反电荷的离子存在,称之为反离子,当活性中心与反离子之间得距离小于某一个临界值时被称作离子对。

活性中心和反离子的结合,可以是极性共价键、离子键、乃至自由离子等多种形式,彼此处于平衡状态:BA B+A B+A B AⅠ为极性共价物种,它通常是非活性的,一般可以忽略。

Ⅱ和Ⅲ为离子对,引发剂绝大多数以这种形式存在。

其中,Ⅱ称作紧密离子对,即反离子在整个时间里紧靠着活性中心。

Ⅲ称作松散离子对,即活性中心与反离子之间被溶剂分子隔开,或者说是被溶剂化。

Ⅳ为自由离子。

通常在一个聚合体系中,增长物种包括以上两种或两种以上的形式,它们彼此之间处于热力学平衡状态。

反离子及离子对的存在对整个链增长都有影响。

不仅影响单体的的聚合速度,聚合物的立体构型有时也受影响,条件适当时可以得到立体规整的聚合物。

2.适合阴离子聚合的单体主要有哪些,与适合自由基聚合的单体相比的些什么特点?解答:对能进行阴离子聚合的单体有一个基本要求:①适合阴离子聚合的单体主要有:(1)有较强吸电子取代基的烯类化合物主要有丙烯酸酯类、丙烯腈、偏二腈基乙烯、硝基乙烯等。

(2)有π-π共轭结构的化合物主要有苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等。

这类单体由于共轭作用而使活性中心稳定。

(3)杂环化合物②与适合自由基聚合的单体相比的特点:(1)有足够的亲电结构,可以为亲核的引发剂引发形成活性中心,即要求有较强吸电子取代基的化合物。

如V Ac,由于电效应弱,不利于阴离子聚合。

(2)形成的阴离子活性中心应有足够的活性,以进行增长反应。

如二乙烯基苯,由于空间位阻大,可形成阴离子活性中心,但无法增长。

(3)不含易受阴离子进攻的结构,如甲基丙烯酸,其活泼氢可使活性中心失活。

离子聚合测验题答案

离子聚合测验题答案

离子聚合测验题一.填空题1.只能进行阳离子聚合的单体有异丁烯和乙烯基醚等。

2.阳离子聚合的引发体系有 BF3+H2O 、 SnCl4+H2O 和 AlCl3+H2O 等。

3.阴离子聚合体系中活性中心离子对可能以松散离子对、紧密离子对和自由离子等三种形态存在。

4.阳离子聚合的特点是快引发、快增长、易转移、难终止。

5. 异丁烯阳离子聚合最主要的链终止方式是向单体链转移。

合成高相对分子质量的异丁烯,需要进行低温聚合的原因是抑制链转移。

6.离子聚合中溶剂的极性加大,反应速率加快,原因是极性溶剂使离子对松散。

7.丁基橡胶是以异丁烯和异戊二烯为单体,按阳离子反应历程,以AlCl3+H2O 为催化剂,采用溶液聚合方法,在-100℃温度下聚合制得的。

8.在芳香烃溶剂中,以n-丁基锂为引发剂引发苯乙烯聚合,发现引发速率和增长速率分别是正丁基锂浓度的1/6级和1/2级,表明引发过程和增长过程中存在着。

9.要制备SBS热塑性弹性体,可以采用_阴离子___聚合的原理。

先用碱金属引发剂引发聚合,生成丁二烯结构单元,然后再加入苯乙烯单体,最后加终止剂使反应停止。

二.选择题1. 阳离子聚合的引发剂(C D )A C4H9LiB NaOH+萘C BF3+H2OD H2SO42. 阳离子聚合的单体(A D )A CH2=CH-C6H5B CH2=C(CH3)COOCH3C CH2=CH-CH3D CH2=CH-OR3.只能采用阳离子聚合的单体是(C )A 氯乙烯B MMAC 异丁烯D 丙烯腈。

4.在高分子合成中,容易制得有实用价值的嵌段共聚物的是(B )A配位聚合B阴离子活性聚合C自由基共聚合D阳离子聚合5.阳离子聚合的特点可以用以下哪种方式来描述(B )A慢引发,快增长,速终止B快引发,快增长,易转移,难终止C 快引发,慢增长,无转移,无终止D慢引发,快增长,易转移,难终止6.合成丁基橡胶的主要单体是(B ):A丁二烯+异丁烯B异丁烯+异戊二烯C丁二烯7.制备高分子量聚异丁烯是以BF3为催化剂,在氯甲烷中,于-100℃下聚合,链终止的主要形式为(B ):A双基终止B向单体转移终止C向溶剂转移终止8.无终止阴离子聚合,调节聚合物分子量的有效手段是(B ):A、温度B、引发剂浓度C、溶剂性质9.升高温度对阳离子聚合反应速率和分子量的影响规律是(C ):A Rp↑M↑B Rp↑M↓C Rp↓M↓10.对阴离子聚合机理的特点说法错误的是(C ):A 快引发B 慢增长C 快终止D 无终止11.在具有强溶剂化作用的溶剂中进行阴离子聚合反应时,聚合速率将随反离子的体积增大而(B ):A 增大B 下降C 不变D 无规律变化12.许多阴离子聚合反应都比相应的自由基聚合有较快的聚合速率,主要是因为(C)A.阴离子聚合的p k 值大于自由基聚合的p k 值B.阴离子聚合活性种的浓度大于自由基活性种的浓度C 阴离子的p k 值和活性种的浓度大于自由基的p k 值和活性种的浓度D 阴离子聚合没有双基终止13.制备相对分子质量分布较窄的聚苯乙烯,应选择(B )。

活性阴离子聚合

活性阴离子聚合

05 活性阴离子聚合的挑战与 前景
聚合反应控制问题
聚合度与分子量分布
活性阴离子聚合的聚合度与分子量分布调控是一个挑战,需要精 确控制反应条件以获得窄分子量分布的高分子量聚合物。
动力学研究
深入理解活性阴离子聚合的动力学机制,有助于更好地控制聚合过 程,实现聚合反应的可预测性和可重复性。
聚合机理
进一步揭示活性阴离子聚合的微观机理,有助于发现新的聚合方法, 提高聚合产物的性能。
物理方法
利用物理手段如光、热、 电等诱导原料转化为目标 单体,具有操作简便和条 件温和的优势。
03 活性阴离子聚合催化剂
催化剂种类
有机金属催化剂
如锂、钠、钾等碱金属催化剂 ,是常见的活性阴离子聚合催
化剂。
烷基锂盐
如丁基锂、苯基锂等,是常用 的引发剂和催化剂。
金属茂化合物பைடு நூலகம்
如二茂铁、二茂钴等,具有较 高的活性和选择性。
生物医学领域应用
生物医用高分子材料
活性阴离子聚合可以用于制备生物医用高分子材料,如医用塑料、生物降解高分 子、组织工程支架等。这些高分子材料具有良好的生物相容性和功能性能,可用 于医疗器械、药物载体、组织工程等领域。
高分子药物合成
通过活性阴离子聚合,可以合成具有特定结构和性质的高分子药物,如高分子前 药、高分子免疫佐剂等。这些高分子药物具有靶向性、长效性、低毒副作用等优 点,在肿瘤治疗、免疫治疗等领域具有广阔的应用前景。
其他过渡金属催化剂
如钛、锆、铪等过渡金属化合 物,也可以用于活性阴离子聚
合。
催化剂选择标准
活性
选择性
催化剂的活性是选择的首要标准,高活性 的催化剂可以降低聚合温度和缩短聚合时 间。

阴离子聚合控制聚合物立构规整性及其嵌段共聚物的合成研究的开题报告

阴离子聚合控制聚合物立构规整性及其嵌段共聚物的合成研究的开题报告

阴离子聚合控制聚合物立构规整性及其嵌段共聚物
的合成研究的开题报告
摘要:
随着聚合物材料在生物、医药、电子、能源等领域中的应用越来越
广泛,如何控制聚合物的结构和性能成为了研究的热点。

阴离子聚合物
因其特殊的物化性质,在药物输送、水处理、纳米技术和涂料等领域具
有广泛的应用。

对于阴离子聚合物的合成和控制其立构规整性,是提高
其应用性能的重要手段。

目前,合成了许多具有不同结构和性能的阴离
子聚合物,如聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等。

本文将针对阴离子聚合控制聚合物立构规整性及其嵌段共聚物的合
成进行研究。

首先,通过文献资料的收集和分析,归纳总结了目前阴离
子聚合物的合成方法、聚合机理及影响立构规整性的因素。

进一步对于
阴离子聚合物的结构与性能关系进行系统的分析,建立了一套合理的阴
离子聚合物合成策略。

其次,本研究将探讨阴离子聚合物与阳离子聚合物、均聚合物和其
他助剂的组合以合成阴离子嵌段共聚物。

通过无机/有机杂化方法构筑嵌
段二氧化硅纳米粒子,在其表面引入阳离子聚合物为模板生长准备。


一步酸催化下在模板孔道中合成阴离子聚合物,得到阴离子嵌段共聚物。

并通过相关性能测试,对其结构与性能进行分析。

最后,本研究力求提高阴离子聚合物合成的立构规整性,从而实现
阴离子嵌段共聚物更加精准的控制和调控,为聚合物材料的应用提供一
定的理论和实验依据。

关键词: 阴离子聚合物; 立构规整性; 嵌段共聚物; 药物输送; 纳米技术。

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阴离子聚合体系聚苯乙烯立构规整性控制研究史丰田,韩丙勇,杨万泰(北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室 北京 100029)摘 要:聚苯乙烯是一种用途广泛的通用材料,用不同聚合方法可以实现对其微观结构的控制,从而能够赋予材料新的性能。

阴离子聚合通常可以很好的控制聚苯乙烯的分子量及其分布,所得是无规聚苯乙烯。

然而,在苯乙烯的阴离子聚合中实现立体结构的控制是十分有意义的工作,也是研究工作者长期以来追求的目标。

这是因为将活性聚合和微观结构控制的特点结合在一起,能够设计合成新型材料,有效提高聚苯乙烯材料的性能。

如合成含立构规整聚苯乙烯段的嵌段共聚物等。

本文在传统的苯乙烯负离子聚合体系中加入一种有机钡盐,从而组成双金属负离子聚合引发剂体系,实现了对聚苯乙烯立构规整性的控制,聚合物的丁酮不溶物达到80%,DSC谱图上在210℃左右有一熔融峰。

核磁显示了典型的等规聚苯乙烯的特征峰。

关键词:阴离子聚合、等规聚苯乙烯、表征利用Zigler-Natta催化剂可以合成出等规聚苯乙烯(iPS)或间规聚苯乙烯(sPS)早已是众所周知,目前已发展出多种催化体系,如钛系[1]、镍系[2]、钕系[3]等,在催化效率、立构规整度控制等方面取得了长足的进展。

但是利用阴离子的方法合成可结晶的聚苯乙烯(PS),却相对困难。

1956年,Willianms等[4]报道,利用Alfin引发剂可以合成出带有可结晶片段的聚苯乙烯。

1960年,Ken 等[5]报道利用BuLi作引发剂,在低温(<-30℃)下,也可以合成出等规苯乙烯,这一体系聚合温度低,聚合速度慢。

人们很早就关注有机碱土金属化合物用于乙烯基和共轭二烯烃类单体的聚合,与典型的阴离子聚合不同,有机碱土化合物表现出独特的结构及动力学特征,引起了人们的广泛兴趣。

在第二主族的各元素中,对钡的研究较多。

有机钡的使用主要有两种方式:一种作为引发剂,一种作为调节剂。

用作引发剂时,可以合成以反式-1,4结构为主的高反式聚丁二烯,对2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、苯乙烯[6]和N,N-二甲基丙烯酰胺[7]的聚合也显示出极高的立构调节能力;有机钡用作调节剂时,主要用于高反式聚丁二烯和高反式聚异戊二烯的均聚或共聚[8]。

但是由于碱土金属离子半径较大,形成的碳-金属键的离子性较强,使其难溶于一般的非极性溶剂,而且与正丁基锂的配合也不像碱金属那样方便有效,从而限制了其发展,导致有关这方面的报道较少。

我们的目的在于找到一种可以与聚苯乙烯活性种有效结合、化学性质稳定、能够有效控制聚苯乙烯立构规整单元的新的化合物,并期望利用阴离子聚合在分子设计方面的优势,合成出一种全新的、性能优异的新型聚合物。

本文利用正丁基锂(n-BuLi)作引发剂,通过添加有机钡盐,构筑双金属阴离子聚合体系,合成出等规结构聚苯乙烯。

1 实验部分1.1 原材料环已烷在CaH2中蒸馏出后,在氮气保护下压入钠丝保存;苯乙烯在氮气环境下,CaH2中回流,然后减压蒸出,在氮气保护下于5℃保存,备用;n-BuLi和有机钡盐自制。

1.2 iPS的合成加料顺序1:向环已烷中加入一定量的苯乙烯,然后加入有机钡盐,室温下搅拌30min,最后加入正丁基锂。

加料顺序2:向环已烷中加入一定量的有机钡盐,然后加入正丁基锂,室温下搅拌30min,以使物料充分混合均匀,最后加入除杂过的苯乙烯。

1.3 测试与表征分子量及其分布用Waters 150 C凝胶渗透色谱仪(美国Waters公司)(高温GPC)测定;链结构有A V-600(BRUKER)核磁共振仪(13C-NMR)测定;用美国PERKIN-ELMER公司DSC-2C型示差扫描量热分析仪(DSC)测定Tg、Tm。

2 结果与讨论2.1 聚合反应条件的影响2.1.1 反应温度由图1可知:随着反应温度的上升,单体的转化率增加,但丁酮不溶物含量下降。

但在用已烷作溶剂,-10℃时聚合,由于转化率较低,未观察到较高的丁酮不溶物含量(64.29%),而且在高温如100℃时,转化率较低,但产物的丁酮不溶物含量并不很低(60.12%)。

因此我们认为:低温时,难以达到聚合所需活化能,以致转化率较低;在高温时,活性种很快失活,所以转化率也较低,但温度对活性种的结构并无太大影响,这也就是为什么在低温和高温时会有相近的丁酮不溶物含量(约60%)的原因。

图1 反应温度对聚合的影响R=0.6 图2 [Ba]/[n-BuLi]比例对聚合的影响 T=60℃2.1.2有机钡盐与正丁基锂摩尔比([Ba]/[n-BuLi])Alain Deffieux等[9]发现,往体系中加入烷基镁或烷基铝可以减慢反应的速度,从而使得反应可以在较高温度下进行,与Alain Deffieux所报道的一致,在实验中,随着[Ba]/[n-BuLi](R)比例的提高,我们也观察到了强烈的阻滞聚合效果。

如图2所示,随着R值的增大,单体转化率迅速下降,在R>1.2时,已很难发生苯乙烯的聚合,而且在实验中我们观察到,在R<0.2时,聚合为均相反应,随R值的增大,溶液中析出聚合物的量逐渐增加,在达到一定的值后,由于阻聚作用变得越来越强烈,导致反应停止,析出聚合物含量又逐渐下降。

2.1.3 加料顺序按加料顺序1进行聚合时,我们看到在加入n-BuLi后,溶液立刻呈现深红色,显然是THF存在条件下苯乙烯活性种的颜色,将其放入60℃的水浴中,反应极为迅速,粘度上升很快,10min内已搅拌困难,最后得到凝胶状的聚苯乙烯;按加料顺序2进行聚合时,引发体系呈浅黄色,加入苯乙烯后颜色也没有明显变化,反应速度明显下降,随着反应的进行,颜色有所加深,而且溶液变得越来越浑浊,有聚苯乙烯析出,最后也成为凝胶体。

从颜色变化上来看,在加料顺序1中,由于引发剂是最后加入的,有机钡盐还未来得及起作用,聚苯乙烯活性种就已迅速生成,此后,钡盐才慢慢参与到反应中;而在加料顺序2中,由于n-BuLi先与有机钡盐进行了很好的结合,使得聚苯乙烯活性种处于一种特殊的结合状态,因此显示出不同的颜色,并通过这种结合更有效的控制聚苯乙烯的立构规整性。

2.2 测试结果2.2.1 13C-NMR图3 等规聚苯乙烯的13C-NMR谱图将r=0.6的样品测13C-NMR,如图3所示,在144-148ppm范围内有3个明显的尖峰,按Kawamura T等[10]的报道,146.28ppm为等规结构,145.65ppm为无规结构,145.18ppm为间规结构,可以看出:本法合成的PS为等规结构为主,并带有少量的无规和间规结构。

2.2.2DSC1001502002502.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.4吸热方向温度/℃图4 等规聚苯乙烯的DSC 谱图如图4所示,在100℃有Tg 外,在178℃和211℃分别出现熔融吸收峰,与Luigi Cazzaniga 和 R. E. Cohen [11]报道的iPS 晶体融熔出峰的温度一致。

178℃处出峰面积较小,为结晶不完善的iPS 晶体熔融所致,211℃处出峰明显且面积较大,为结晶完善的iPS 晶体熔融出峰。

参考文献[1] Yamada, K., Machama, S., Ozuru, M., Jpn. Pat., 1990 02, 158, 608[2] Riccardo Po, Nicoletta Cardi, et al. J Polym Sci A: Polym Chem 36: 2119–2126, 1998[3] LI LIU, ZHI GONG , YULIAN ZHENG , XIABIN JING . J Polym Sci A: Polym Chem 36: 1773–1778, 1998[4] (a) Williams, J. L.; Van Den Berghe, J.; Dulmage, W. J.;Dunham, K. R. J. Am. Chem. Soc. 1956, 78, 1260. (b)Williams, J. L.; Van Den Berghe, J.; Dulmage, W. J.;Dunham, K. R. J. Am. Chem. Soc. 1957, 98, 1716.[5] Kern, R. J. Nature 1960,187, 410.[6] W. E. L, F. C. Robertson and I. Soutar. Eur. Polym. J. V ol. 19. No 2, pp. 115-120. 1983[7] Boris I. Nakhmanovich et al. Macromol. Chem. Phys. 2001.202.1327-1330[8] (a) Hargis I G , Livigni R A, Aggarwal A L. [P].US4020115, 1997-4-13. (b) Hattori Y , Ikematu T, et al. [P].UKPat2029426, 1980-3-19. (c) Hargis I G , Fabris H F, Livingni R A, et al. [P].US46160651 (d) Hsu W L, Halasa A F. [P].US5100965, 1992-3-31[9] (a) P. Desbois, M. Fontanille, A. Deffieux, V . Warzelhan, S. Lätsch, C. Schade, Macromol. Chem. Phys. 1999, 200, 621. (b) P.Desbois, M. Fontanille, A. Deffieux, V . Warzelhan, C. Schade, Macromol. Symp. 2000, 157, 151. (c) S. Menoret, S. Carlotti, M. Fontanille, A. Deffieux, P. Desbois, C. Schade, W. Schrepp, V . Warzelhan, Macromol. Chem. Phys. 2001, 202, 3219.[10] Kawamura, T.; Uryu, T.; Matsuzaki, K. Makromol. Chem. 1979, 180, 2001-2008.[11] Luigi Cazzaniga and R. E. Cohen. Macromolecules. 1989, 22, 4128-4130。

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