[发明专利]一种利用低温共熔体作用的原子转移自由基聚合方法

权利要求书

1.一种利用低温共熔体作用的原子转移自由基聚合方法，其特征在于，该方法是在低温共熔体的环境中，使单体、引发剂以及催化剂三者相混合，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；该方法能够通过调节低温共熔体的种类及用量调控反应速率、产物转化率和聚合控制性，从而制备得到所需的聚合产物；

所述低温共熔体为液态，并且所述低温共熔体为乙酰胺-己内酰胺、乙酰胺-尿素、己内酰胺-尿素、氯化胆碱-乳酸、氯化胆碱-丙二酸、氯化胆碱-草酸、氯化胆碱-乙二醇、氯化胆碱-甘油、四丁基溴化铵-乙二醇、四丁基溴化铵-甘油、十六烷基三甲基溴化铵-乙二醇、四丁基溴化铵-乙醇胺、硫氰酸钾-乙酰胺、硫氰酸钾-己内酰胺、硫氰酸铵-乙酰胺、硫氰酸铵-己内酰胺、硫氰酸铵-尿素中的任意一种；此外，该低温共熔体具体是将低温共熔体各组分混合，然后升温形成无沉淀的透明共熔物得到的；

所述催化剂为含有金属元素的催化剂，所述聚合方法包括以下步骤：

在无水且隔离氧气的条件下，将所述单体与所述含有金属元素的催化剂混合形成第一混合物；然后将该第一混合物加热至预先设定的原子转移自由基聚合反应的反应温度；接着，将所述低温共熔体加入到所述第一混合物中，并向该第一混合物中加入引发剂，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；

所述单体与所述含有金属元素的催化剂两者的摩尔比为50:1～500:1；

所述单体与所述引发剂两者的摩尔比为50:1～500:1；所述单体与所述低温共熔体的体积比为3:1～200:1；

低温共熔体的引入，与金属催化剂形成活性配合物对聚合体系起到催化作用；而且，低温共熔体还能用作反应体系的溶剂，有效地降低体系的粘度和反应热，提高反应速率和转化率。

2.如权利要求1所述利用低温共熔体作用的原子转移自由基聚合方法，其特征在于，所述低温共熔体的熔点低于所述原子转移自由基聚合反应的反应温度。

3.如权利要求1所述利用低温共熔体作用的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、氯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈和醋酸乙烯酯中的至少一种；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；

所述含有金属元素的催化剂为溴化亚铁、溴化亚铜、溴化铁和氯化铁中的至少一种。

4.如权利要求1所述利用低温共熔体作用的原子转移自由基聚合方法，其特征在于，所述第一混合物是在保护性气体的条件下搅拌混合20min～30min得到的。

5.如权利要求1所述利用低温共熔体作用的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℃～120℃。

6.如权利要求1所述利用低温共熔体作用的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不小于0.5小时。

7.如权利要求1所述利用低温共熔体作用的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。

8.如权利要求6或7所述利用低温共熔体作用的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以及未反应的所述单体提纯得到的。

9.如权利要求4所述利用低温共熔体作用的原子转移自由基聚合方法，其特征在于，所述保护性气体为氮气或惰性气体。

10.如权利要求1所述利用低温共熔体作用的原子转移自由基聚合方法，其特征在于，所述将所述低温共熔体加入到所述第一混合物中，是先将所述低温共熔体加热到所述预先设定的原子转移自由基聚合反应的反应温度，接着再将加热后的所述低温共熔体加入到所述第一混合物中。