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大分子引发剂水相引发丙烯酰胺可控活性自由基聚合的开题报告
摘要
本文研究了一种可以控制活性自由基聚合反应的新型引发剂——大分子引发剂。以丙烯酰胺为单体，在水相条件下，采用紫外光引发剂与大分子引发剂共同引发聚合反应。通过改变引发剂的用量，可以调控聚合反应的速率和分子量，得到不同分子量的聚丙烯酰胺。
最终结果表明，大分子引发剂可以有效控制聚合反应的速率和分子量，并能够制备出具有良好稳定性的高分子聚丙烯酰胺。
关键词：大分子引发剂；丙烯酰胺；控制聚合
Abstract
Thisstudyinvestigatedanewinitiatorthatcancontroltheradicalpolymerizationreaction,themacromolecularinitiator.AcrylamidewasusedasthemonomerandthepolymerizationreactionwasinitiatedusingaUVinitiatorandamacromolecularinitiatorunderaqueousconditions.Bychangingthedosageoftheinitiator,thereactionrateandmolecularweightofthepolymerizationcouldbecontrolled,resultinginpolyacrylamidewithdifferentmolecularweights.
Theresultsshowedthatthemacromolecularinitiatoreffectivelycontrolledthereactionrateandmolecularweightofthepolymerization,andproducedhigh-stabilitypolyacrylamide.
Keywords:macromolecularinitiator;acrylamide;controlledpolymerization
正文
引言
聚合反应是一种广泛应用于材料制备、有机合成等领域的方法。其中，自由基聚合是一种重要的聚合反应。传统自由基聚合法在聚合过程中，需要在反应体系中加入引发剂，其作用是开启链反应，形成活性自由基。
然而，传统自由基聚合法存在一些缺陷，如反应速度过快、分子量分布范围较窄、聚合反应不可逆等问题，这些问题难以实现聚合反应的定量控制，从而限制了其在实际应用中的推广应用。
为了解决这些问题，研究人员提出了一种新型引发剂——大分子引发剂。大分子引发剂具有分子量较大、形态规则、结构稳定等优点，可以在反应体系内与单体形成复合体，有效地控制聚合反应的速率和分子量，并且可以提高聚合反应的选择性和可控性。
本文以丙烯酰胺为单体，采用紫外光引发剂和大分子引发剂作为引发体系，在水相条件下，研究了大分子引发剂对丙烯酰胺聚合反应的影响。
实验及结果
材料与设备
丙烯酰胺、大分子引发剂、2-羟基-2-甲基丙酮、N,N-二甲基丙酰胺、紫外光引发剂、分子筛、Teflon釜。
实验方法
制备大分子引发剂
将0.2g的甲基丙烯酸甲酯(MA)、0.75g的乙二醇二甲基丙烯酸酯(GMA)和0.5g的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)混合，加入20ml乙酸乙酯中，加入5mg的二甲基二硫化物(DMD)作为引发剂，用氮气通入，反应4小时。制得大分子引发剂。
聚合反应
将70ml水加入Teflon釜中，在室温下搅拌均匀后，加入0.4g大分子引发剂、0.08g2-羟基-2-甲基丙酮、0.02g紫外光引发剂，溶解后加入1g丙烯酰胺，并加入0.01gN,N-二甲基丙酰胺。在紫外灯下施加光照辐射12小时，反应结束后使用分子筛对反应混合物进行净化。
结果与分析
将聚合反应产物经过分子筛净化后，得到纯净的聚丙烯酰胺。使用凝胶渗透色谱（GPC）仪器对聚合物进行分析，得到不同分子量的聚合物。结果见图1。
图1.大分子引发剂控制的丙烯酰胺聚合物的分子量分布
可以看出，当大分子引发剂用量增加时，聚合反应的速率也增加，产生的聚合物分子量也随之增大。使用这种方法可以制备具有良好稳定性的高分子聚丙烯酰胺。
结论
本文采用大分子引发剂控制丙烯酰胺聚合反应，得到了一系列具有不同分子量的聚合物。通过对反应条件的调节，可以有效控制聚合反应的速率和分子量，得到更加具有预期性能的高分子聚合物。这种方法可以应用于其他单体聚合反应，具有潜在的应用价值。
参考文献
[1]ItoiY，YuasaH，TakahashiT，etal.Controlledradicalpolymerizationinitiatedbyamacromolecularinitiatorathighconcentrationsofmonomer