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可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合是一种基于可逆链转移的活性自由基聚合技术,高纯度RAFT试剂的工业化合成是RAFT聚合应用的前提。
本论文以咔唑为原料,合成了三种新型RAFT试剂——N-咔唑二硫代甲酸异丁基酯(TBCBD)、N-咔唑二硫代甲酸对甲苯基苯并恶唑酯(BOCBD)和1,4-二苄基双(N-咔唑二硫代甲酸酯)(PXCBD)。并采用柱色谱、重结晶方法对其进行了分离提纯。采用1H-NMR、IR、UV进行了结构表征。考察了TBCBD、BOCBD做为RAFT试剂对苯乙烯(St)、丙烯酸甲酯(MA)和丙烯酸丁酯(BA)活性自由基聚合的控制能力,以及PXCBD做为双官能RAFT试剂在合成嵌段聚合物上的应用,合成了多种不同组成的三嵌段和五嵌段聚合物。结果表明,TBCBD的活性控制能力较弱,而BOCBD对苯乙烯和丙烯酸酯等的活性自由基聚合具有良好的控制能力,聚合物的相对分子质量与转化率成线性关系,相对分子质量多分散性系数在1.3以下。
本论文以水相法合成工艺,尝试了合成RAFT试剂的新型工艺。研究表明,以水相介质合成单官能RAFT试剂,尤其是咔唑基RAFT试剂具有产品收率高、纯度高的优点、工艺简单、经济环保,可望用于RAFT试剂的工业化生产。
咔唑基RAFT试剂及由其合成的聚合物具有显著的荧光特性,BOCBD则兼具咔唑基和苯并恶唑基的双重荧光特性。使咔唑基RAFT试剂,尤其是BOCBD成为合成荧光标识聚合物的有效途径,可以用于极低浓度聚合物的检测,成为研究聚合物行为的一种有利手段。