[发明专利]MDH－聚合物混合粒子的合成

说明书

技术领域

本发明涉及包括氢氧化镁芯和拴系的(tethered)共聚物链的有机/无机 混合粒子的制备，所述共聚物链的组成可经选择以允许分散在目标塑性 材料中，由此提供改善的机械性质、电性质和阻燃性。

背景技术

自从发现之后，受控的自由基聚合(CRP)过程已经得到了越来越多的 关注，这是因为CRP利用合成具有预定分子量(MW)、较低的多分散性 (PDI)、可控的组成、位点特异性官能性(funtionality)、选定的链拓扑的聚 合材料并将生物物种或无机物引入最终产品中的能力将传统的游离基聚 合(RP)所提供的优点与使用各种商业上可行的方法进行的宽范围的单体 的聚合(共聚)相结合。关于受控的自由基聚合研究得最多也是最有前 景的三种方法是氮氧调控聚合(NMP)、原子转移自由基聚合(ATRP)和经 由可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)的二硫酯的退化转移。这些方法中的 每一种均依赖于在低浓度的活性增长链和占绝对量的无活性链(dormant chain)(其不能作为延长增长链寿命的手段而增长或终止)之间所建立的动 态平衡。低浓度的活性物降低了双分子终止反应的概率，导致了表现为 “活性”体系的自由基聚合过程。为了控制分子量和分子量分布，应当存 在定量的快速引发(R_i)，其至少与增长(R_p)一样快，(R_i＜＜R_p至R_i～R_p控制DP_n(Δ[M]/[I]₀])，其中[M]是聚合的单体的摩尔数，[I]₀是加入的引发 剂的初始浓度)。然而，由于CRP过程是基于自由基的聚合过程，因此不 可避免某种程度的终止反应。在所有的自由基聚合中，均发生双自由基 终止(k_t)，其速率与自由基的浓度([P^*])有关且为其平方(R_t＝k_t[P^*]²)。因此， 在聚合速率相同(自由基的浓度相同)的情况下，本质上相同个数的链将终 止，而与采用的是传统RP还是CRP体系无关。这在某种程度上忽略了 大分子基团的扩散效应，因为在RP中绝大多数的链是通过小自由基与生 长的聚合物自由基的反应而终止。在SFRP或者ATRP的情况中，这些最 初的终止反应推动平衡向左侧移动，由于持续的自由基效应，形成过量 的无活性物而导致(增大的k_deact)[Fischer，H.Chem.Rev. 2001，101，3581-3610.]。由于传统过程中的该最终结果，所有的链均被终 止，而在CRP中，因为更大数量的生长链，被终止的链仅占所有链的很 少部分(约1％～10％)。剩余物种为无活性物种，能够进行再生、官能化、 链延长以形成嵌段共聚物等。因此CRP表现为“活性”体系。[Greszta，D. 等.Macromolecules 1994，27，638.]另外，相对快的引发(至少与增长一样快) 提供了对分子量的控制(DP_n(Δ[M]/[I]₀]；即，聚合度由消耗的单体的浓度 相对于引入的引发剂的浓度的比率定义)并使分子量分布较窄。此处使用 的“聚合物”是指利用单体(通常为5个以上单体)的化合而形成的大分子。 术语聚合物包括均聚物和共聚物，其包括无规共聚物、统计共聚物、交 替共聚物、梯度共聚物、周期共聚物、遥爪聚合物和任何拓扑的聚合物， 包括嵌段共聚物、接枝聚合物、星型聚合物、瓶刷型共聚物、梳型聚合 物、支化聚合物或超支化聚合物，以及拴系于粒子表面或平面的这样的 聚合物和其他的聚合物结构。

ATRP是最常用的CRP技术，其显著的商业潜力不仅针对许多专用 材料(包括涂料、密封剂、粘合剂、分散剂)，而且还包括用于健康和美容 产品、电子及生物医学用途的材料。最常用的ATRP工序基于由氧化还 原活性过渡金属化合物(最常见为铜)催化的简单可逆的卤素原子转移。