1. 网站首页
  2.   ⁄  创新方案详情

用CTCR法合成新型高分子材料

2018-01-19 17:08:00 yh 成果展示

一、项目概述

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:

  1. 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。

  2. 完全不同的活性聚合机理,反应速率快。

  3. 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。

二、 CTCR聚合的技术特点

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

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

 —[CH2CHR]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



blob.png

聚环氧乙烷,聚甲醛,聚酯,聚酰胺(尼龙6


blob.png

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blob.png



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

blob.png

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

 

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


blob.png

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

三、聚合物应用举例:光刻胶

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)。

四、项目进展情况

    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2009610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2009715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。

五、合作对象及合作方式

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。