[发明专利]一种超高分子量含氟聚合物的制备方法

说明书

本发明属于聚合物合成技术领域，具体为一种超高分子量含氟聚合物的制备方法。本发明采用加热或光照的可控自由基聚合方法，以（甲基）丙烯酸氟代烷基酯、氟代丙烯酰胺及其衍生物、氟代苯乙烯及其衍生物作为聚合单体，以硫代碳酸酯、烷基卤、全氟烷基碘为引发剂，通过加热或发射波长为390~700nm的可见光照射方式，进行含氟单体的聚合，得到超高分子量的含氟均聚物或共聚物。结果表明，本发明方法得到的聚合物分子量可达10⁶ Da以上，且对于分子量分布、链末端活性均具有良好的可控性。本发明方法操作简单、适用单体范围广、聚合反应速率快，且可以实现单体的完全转化。

技术领域

本发明属于聚合物合成技术领域，具体涉及一种超高分子量含氟聚合物的制备方法。

背景技术

传统自由基聚合由于其适用范围广、操作便捷和聚合条件温和等优点，在学术研究以及工业生产上均获得了广泛的应用。然而该方法对于聚合物结构无法精确控制，在制备功能性聚合物材料方面存在一定的局限性。而近30年来兴起的可控自由基聚合通过降低自由基浓度抑制链终止的发生，在聚合过程中增长链始终具有活性，从而成为精确合成高分子的可靠方法[Chem. Rev., 2016, 116, 835; Chem. Rev., 2009, 109, 4963;Prog. Polym.Sci. 2007, 32, 93.]。可控自由基聚合得到的聚合产物分子量可控、分子量分布窄、链结构精确、链末端活性高，且可以进一步修饰得到星状、刷状、树枝状等复杂拓扑结构的聚合物材料[Macromolecules, 2012, 45, 4015; Chem. Rev., 2001, 101, 2921;Science, 2011, 333, 1104; Chem. Rev., 2009, 109, 5437;Chem. Rev., 2009, 109,5402.]。基于以上优点，该方法逐渐被广泛应用于医药、光学、纳米技术、能源和国防等众多领域。

可控自由基聚合在合成中等分子量聚合物方面具有极大的灵活性，然而对于超高分子量聚合物（分子量大于10⁶Da的聚合物）的制备，该方法仍然存在一定的局限。随着所需聚合度的上升，聚合所需的反应时间延长，同时用于调控聚合活性的引发剂或催化剂的浓度也受限降低，这使得发生副反应的概率增加，且反应过程中链终止反应不断累积，造成合成的聚合物分子量不可控，分子量分布宽，链末端活性降低，影响后续的修饰过程，从而对材料的制备带来了困难。因此，迫切需要开发一种能够精确合成超高分子量聚合物的方法。