在国内外首次采用有机铜化合物引发(甲基)丙烯酸酯类单体进行负离子活性聚合。提出有别于传统负离子聚合的新聚合机理- - 电子转移引发负离子聚合。有机铜化合物与α,β-不饱和醛、酮或腈等反应,中间存在电子转移过程,从而避免对醛基、酮基和腈基的亲核进攻。这一过程被引入α,β-不饱和羰基或腈基单体,如甲基丙烯酸甲酯的负离子聚合中,将从根本上消除或减少副反应,解决该类单体进行负离子活性聚合存在副反应严重、聚合温度低等问题。研究内容主要包括以核磁等手段考查有机铜化合物结构以及引发甲基丙烯酸甲酯等极性单体聚合时情况;测定其作为负离子聚合引发剂的引发效率,所得聚合物微观结构等;分析聚合过程产生的副反应。综合上述实验结果,研究有机铜化合物引发极性单体进行负离子活性聚合的机理。研究工作能够为高分子聚合理论增添新的内容,同时可开发新的负离子活性聚合方法。这将为极性单体的负离子活性聚合应用于工业提供基础。
本课题通过采用有机铜锂化合物,在(甲基)丙烯酸酯类单体的负离子活性聚合过程中改变负离子的亲核方式,避免对α,β-不饱和羰基或腈基单体的醛基、酮基和腈基的亲核进攻。从而根本上消除或减少副反应,解决该类单体进行负离子活性聚合存在副反应严重、聚合温度低等问题。研究工作主要在以下几个方面取得了好的结果1. 以n-BuLi/Cy2NCu、n-BuLi/Ph2PCu为代表的'杂'有机铜锂为引发剂引发MMA聚合的引发效率接近100%,单体转化率为100%,聚合物分子量分布在1.20左右,是典型的活性负离子聚合体系,其中一些体系的聚合物温度大大提高.研究表明,这些'杂'有机铜锂中的杂原子基团为非转移基团,有利于聚合物的分子量及其分布的设计和控制以及嵌段共聚物合成。在此基础上合成了不同极性单体的嵌段共聚物、极性-非极性单体的嵌段共聚物。2.利用'杂'有机铜锂引发剂在0℃左右实现了一些特殊甲基丙烯酸酯类单体的聚合,如甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等,并合成了这些单体的嵌段共聚物。该研究工作开辟了负离子活性聚合的新方法,为开发新的聚合单体、设计合成新型结构聚合物提供了新的路线。