高分子作业-原子转移自由基聚合(ATRP)

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研究的意义

原子转移自由基聚合(ATRP)是现阶段研究最为广泛的可控/“活性”自由基聚合法之一,该方法已经被广泛应用。通过原子转移自由基聚合法可以制备出先前无法制备出来的聚合物,比如结构可控的聚合物、分子量明确的聚合物等等。通过此次研究,我们可以更加深入地了解原子转移自由基聚合的机理以及它是如何控制聚合物的分子量大小、分子量分布、聚合物的组成以及聚合物的结构。同时,通过对于这些特殊的纳米级大分子的自组装的研究和讨论,为那些由纳米结构修饰的物质的更好应用提供了新的渠道。

研究内容

本次研究首先简单扼要地阐述了一下可控自由基聚合相比较传统的自由基聚合所拥有的独有的特点和优势。然后又详细地说明了原子转移自由基聚合的机理及与其他可控/“活性”自由基相比,存在的优缺点。随后介绍了原子转移自由基聚合在控制聚合物结构方面的应用。另外还介绍了原子转移自由基聚合在制备嵌段共聚物上的应用,通过分析嵌段共聚物的性质又详细地阐述了更为复杂的共聚物,这些共聚物能够通原子转移自由基聚合实现组装。同时,原子转移自由基聚合还被应用于制备带功能基团的聚合物以及功能纳米材料,显示出了ATRP的应用广泛性和强于其他聚合方法的优越性。

研究结果

通过原子转移自由基聚合可以制备出性能优越的功能化材料,同时还可以准确地合成出一些分子量、组成、形貌可控的大分子聚合物。为一些在纳米结构上能够自组装的聚合物开拓了新的应用前景。另外还研究了聚合物结构和性能的关系,为新结构、更加复杂的聚合物的研究奠定了扎实的基础。

展望

在合成聚合物化学过程中,原子转移自由基聚合是发展最为迅速的方法之一。它将化学和物理及加工联系起来,为理性地设计和制备目标产物提供了有效的方法。正是由于原子转移自由基聚合法的发展催生出了领域的发展,例如有机化学领域中的click体系、表面化学中的响应性分子刷、生物医学中的智能的缓释药物体系等。但是,想要完全地去理解和应用原子转移自由基聚合法还需要付出更多的努力。

心得

通过本次文献的阅读,我对于原子转移自由基聚合有了更深刻的认识,尤其从它的机理方面,只有了解它的本质、机理,才能更好地去运用它,才能在此基础上去创新。目前,原子转移自由基聚合法还存在许多不完善的地方,例如在反应完成后需要考虑杂质(催化剂)的去处,在反应条件的控制上也相对较为苛刻。基于这些,我们可以在引发剂、催化体系等方面做一些针对性的工作,使原子转移自由基聚合法可以在更温和、更简单的条件下进行反应。另外,我们是不是也可以做大胆的设想,将ATRP与其他反应体系有效结合,取长补短,设计出更加完善的聚合方法。

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