[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

说明书

本发明公开了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，从而使单体进行原子转移自由基聚合反应生成相应的聚合物；低温共熔体为液态。本发明通过对原子转移自由基聚合反应所采用的介质环境进行改进，将低温共熔体作为聚合体系的溶剂或者配体，能够对原子转移自由基聚合体系的组分进行进一步优化，克服现有技术中的原子转移自由基聚合方法所用配体价格昂贵、毒性较大的缺点。

技术领域

本发明属于高分子活性聚合领域，更具体地，涉及一种利用低温共熔体作用的原子转移自由基聚合方法，该方法利用低温共熔体作用的原子转移反应制备可控聚合物，是种绿色的原子转移自由基聚合方法。

背景技术

原子转移自由基聚合方法因其可以解决传统自由基聚合中控制性差的问题，继而实现对大分子的拓扑结构和端基官能团的有效设计而被广泛应用。但是通常的原子转移自由基聚合方法中使用的配体多为挥发性的有机极性溶剂、毒性较大的含N、P化合物或离子液体，不仅对环境有害而且价格昂贵。将更加具有生物相容性、价格低廉的配体应用到原子转移自由基聚合体系中，是优化聚合方法、拓展其应用范围的必然选择。

低温共熔体除了具有化学惰性、不挥发、不易燃等与离子液体相似的性质外，还具有原料易得，易降解，制备简单且制备过程中不产生废物，环境相容性好等优点，在气体净化、电化学沉积、有机以及生物催化等领域具有广阔的应用前景。若能将低温共熔体应用到原子转移自由基聚合领域，将可能使一般原子转移自由基聚合体系中的配体组分得到极大优化，降低反应成本，促进绿色活性聚合方法的发展。但到目前为止，还未有将低温共熔体用于原子转移自由基聚合领域或其他活性聚合领域的报道。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种利用低温共熔体作用的原子转移自由基聚合方法，其中通过对其关键原子转移自由基聚合反应所采用的介质环境进行改进，将低温共熔体作为聚合体系的溶剂或者配体，能够对原子转移自由基聚合体系的组分进行进一步优化，克服现有技术中的原子转移自由基聚合方法所用配体价格昂贵、毒性较大的缺点，该聚合方法不需要添加任何传统原子转移自由基聚合反应中的有机化合物或极性溶剂作为配体，具有绿色环保的优点；此外，本发明可以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。

为实现上述目的，按照本发明，提供了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；

所述低温共熔体为液态。

作为本发明的进一步优选，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。

作为本发明的进一步优选，所述催化剂为含有金属元素的催化剂，所述利用低温共熔体作用的原子转移自由基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；