CTCR聚合即“活性中心转化-自身偶联”聚合, 可以合成具有加成聚合与缩合聚合两种方法结合的得到的新型结构“均聚物”,以及嵌段、接枝、星状和高枝化等共聚物。
CTCR特点:
新结构和性质: 聚合物链含有不同聚合机理单体的结构单元;含有来自单体的结构单元和超分子结构单元。
完全不同的活性聚合机理,反应速率快。
原料: 不使用重金属等毒性试剂。
上述特点使得CTCR聚合法能够在工业上应用。
由CTCR法聚合得到的聚合物的结构以及分子量可控。与其他聚合方法比较,CTCR聚合的特点见表1与表2。
表1 高分子合成概述:CTCR聚合的特点
聚合方法 | 单体 | 聚合物 | 特点与 用途 | 聚合机理 |
加成聚合 | 乙烯基类,双烯,炔类等 CH2=CHR | 聚乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯腈,聚丙烯酸酯等 —[CH2-CHR]n— | 通用性塑料 橡胶 纤维 粘合剂 涂料 密封剂等 | 链式反应 |
开环聚合 | 环氧化物,内酯,内酰胺等 | 聚环氧乙烷,聚甲醛,聚酯,聚酰胺(尼龙6) | 通用聚合物功能材料,工程塑料和纤维 | 链式反应 |
换位聚合 | 烯烃,环烯烃 | 主链含有双键的聚合物 | 特殊功能材料 | 链式反应 |
缩合聚合 | 二酸,二醇,二胺,二异氰酸酯等 | 聚酯 聚氨酯 酚醛树脂,脲醛树脂,聚酰胺等 | 工程塑料和纤维 | 逐步反应 |
CTCR聚合 | 乙烯基,环化物,醇、胺类等 | 含有聚烯烃链节以及杂原子等新型结构 | 通用聚合物材料,工程材料,功能材料等 | 链式与逐步反应的综合 |
表2 高分子活性聚合:CTCR活性聚合的特点
聚合 方法 | 单体 | 聚合物 | 特点 | 限制 |
阴离子 | CH2=CHR R:苯环,酯基烯基等 | 聚苯乙烯,聚异戊二烯 SBS,聚甲基丙烯酸甲酯等 | 分子量可控,分子量分布窄 可合成多种拓扑结构聚合物 | 单体少 条件苛刻 |
阳离子 | 异丁烯,乙烯基醚,对烷氧基苯乙烯,二烯烃等 | 聚异丁烯,聚乙烯基醚 聚对烷氧基苯乙烯等 | 同上,分子量分布略宽 | 单体少 条件苛刻 |
自由基: Iniferter TEMPO RAFT ATRP | 大多数乙烯基类单体,一些环状物等 | 聚聚苯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,聚氯乙烯,聚醋酸乙烯酯,聚丙烯酰胺,聚丙烯酸等 | 同上,可用单体较多 | 需金属等特殊试剂,没有新结构,工业化受限制 |
CTCR | 乙烯基类,环化物,醇、胺类等 | 同上,可用单体多,并可用缩合聚合单体 | 条件较自由基聚合严格,但较离子聚合宽松 |
光刻胶是电子行业电路板用关键材料。上述苯环取代基上的R可以是特丁基等能够水解成羟基的基团。该聚合物是光刻胶等材料的主要原料树脂。该聚合物较现有的聚对特丁氧基苯乙烯类材料具有更好的性质(如,主链可以水解以使电子线路的分辨率更高)。
前期工作有两项授权中国专利:
[1] 郭海清,赖仁福. 一种聚醋酸乙烯酯接枝共聚物及其自由基/正离子转化聚合法,ZL 200610081371.2,授权公告日2009年6月10日。
[2] 郭海清,赖仁福. 一种主链含液晶高分子基元的嵌段共聚物及其自由基/正离子转化聚合法,ZL 200710064312.9,授权公告日2009年7月15日。
目前与日本日立化成有限公司(Hitachi Chemical Ltd. Com.)有合作。合作内容:用CTCR法合成特定结构的高分子。
希望与高分子树脂合成的企业进行合作。开发新型高分子材料。希望在北大实验室首先进行小试,然后在企业进行中试和放大实验,并最终工业化生产。