高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (11): 2085.doi: 10.7503/cjcu20160496
收稿日期:
2016-07-13
出版日期:
2016-11-10
发布日期:
2016-10-14
作者简介:
联系人简介: 石 艳, 女, 博士, 副教授, 博士生导师, 主要从事可控自由基聚合和乳液聚合. E-mail:基金资助:
LI Weiwei, SHI Yan*(), YANG Wantai, FU Zhifeng
Received:
2016-07-13
Online:
2016-11-10
Published:
2016-10-14
Contact:
SHI Yan
E-mail:shiyan@mail.buct.edu.cn
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摘要:
研究了N,N'-双(3,5-二叔丁基水杨醛)-1,2-环己二胺钴(Ⅱ)[CoⅡ(salen*)]存在下氯丁二烯(CP)的自由基聚合, 考察了不同溶剂、 引发剂用量及配体对聚合反应的影响. 结果表明, 随着引发剂用量的增加, 聚合反应的诱导期缩短, 以[ABVN]0/[ CoⅡ(salen*)]0=3/1配比投料, 聚合反应表现出较好的可控聚合特征. 在苯、 甲苯、 四氢呋喃(THF)和乙酸乙酯(EA) 4种溶剂中按照[CP]0/[CoⅡ(salen*)]0/[ABVN]0=400/1/3的配比投料, 在苯中的可控聚合程度最好: 在低转化率(40%以下)实测聚合物分子量(Mn,GPC)与理论值(Mn,th)吻合, 且分子量随转化率增加呈线性增长. 研究了THF、 三乙胺(NEt3)、 吡啶(Py)及水等不同配体对聚合反应的影响, 发现在添加THF时, 低转化率(40%以下)下Mn,GPC与Mn,th相符, 分子量分布(PDI)相对较窄.
中图分类号:
TrendMD:
李威威, 石艳, 杨万泰, 付志峰. CoⅡ(salen*)存在下的氯丁二烯自由基聚合. 高等学校化学学报, 2016, 37(11): 2085.
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Fig.2 First order kinetic plots for polymerization of CP in benzene[V(CP)/V(benzene)=1/2, 50 ℃] with different ABVN concentrationsConditions: [CoⅡ(salen*)]0=9.0×10-3 mol/L, [CP]0=3.6 mol/L, [ABVN]0/[CoⅡ(salen*)]0: a. 2.0; b. 2.5; c. 3.0; d. 3.5; e. 4.0.
Fig.3 Molecular weight distribution(A) and number-average molecular weight(B) for CoⅡ(salen*) mediated CP polymerization in benzene(CP/benzene=1/2, 50 ℃) with different ABVN concentrationsMn,th=([M]0/[CoⅡ(salen*)]0)×MCP×monomer conversion+MCoⅡ(salen*; [M]0=initial monomer concentration; [CoⅡ(salen*)]0=initial CoⅡ(salen*) concentration; MCP=molecular weight of CP=88.54; MCoⅡ(salen*=604. Conditions are the same as those in Fig.2. [CP]∶[CoⅡ(salen*)]∶[ABVN]: 400∶1∶2; 400∶1∶2.5; 400∶1∶3; 400∶1∶3.5; 400∶1∶4.
Fig.4 First order kinetic plots for polymerization of CP in different solutions at 50 ℃ Conditions: [CP]0∶[ABVN]0∶[CoⅡ(salen*)]0= 400∶3∶1; a. benzene; b. THF; c. EA; d. toluene; e. bulk.
Fig.5 Plots of conversion versus molecular weight(Mn)(A) and PDI(B) for polymerization of CP in different solutions at 50 ℃ and typical GPC traces from the synthesis of PCP in benzene at 50 ℃(C)Conditions are the same as those in Fig.4. Toluene; benzene; bulk; THF; EA.
Fig.6 First order kinetic plots for polymerization of CP in benzene at 50 ℃Conditions: [CP]0∶[ABVN]0∶[CoⅡ(salen*)]0=400∶3∶1 and [Co]∶[ED]=1∶25; a. DMSO; b. THF; c. NEt3; d. Py; e. no addition.
Fig.7 Plots of molecular weight(A) and PDI(B) versus conversion for the addition of electron donors to polymerization of CP in benzene at 50 ℃ and typical GPC traces from the synthesis of PCP with addition of THF(C)Conditions are the same as those in Fig.6. DMSO; THF; water; Py; NEt3; no addition.
Fig.8 Time dependent UV-Vis spectra illustrating the transformation of CoⅡ(salen*) to CoⅢ(salen*)-R during the induction period of CP polymerizationConditions: [CP]0∶[ABVN]0∶[CoⅡ(salen*)]0=400∶3∶1 in benzene at 50 ℃. Time/min: a. 0; b. 30; c. 60; d. 90; e. 120.
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