[发明专利]一种在空气氛围中实现可控自由基聚合的方法及其应用

权利要求书

1.一种在空气氛围中实现可控自由基聚合的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）混合液的制备：将功能性单体、可逆加成-断裂链转移试剂和烷基硼胺络合物溶解于溶剂中混匀，得到混合液；

（2）聚合反应：将步骤（1）得到的混合液加热，烷基硼胺络合物释放出烷基硼化合物，烷基硼化合物自氧化产生烷基自由基，烷基自由基引发功能性单体聚合形成增长自由基，增长自由基与可逆加成-断裂链转移试剂进行蜕化转移，实现可控自由基聚合；

（3）聚合反应结束后降温，得到分子量可控、分子量分布较窄、端基保持活性的聚合物；

整个过程完全暴露于空气中；

其中，步骤（2）中，加热温度为30~150℃；聚合反应过程中，反应时间为3min~2h。

2. 根据权利要求1所述的一种在空气氛围中实现可控自由基聚合的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述烷基硼胺络合物的化学结构式如式（I）或式（II）所示：

、

      式（I）           式（II），

其中，R、R₁、R₂独立地选自包含1~10个碳原子的直链或支链烷基、3~10个碳的环烷基或苯基基团；

R₃、R₄、R₅、R₆、R₇独立地选自H、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、苯基、苯甲基或环己基；

R₈、R₉、R₁₀独立地选自H、包含1 − 10个碳原子的直链或支链烷基、3~10个碳的环烷基、苯基、烷氧基、氨基或芳烷基中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求2所述的一种在空气氛围中实现可控自由基聚合的方法，其特征在于，烷基硼胺络合物包括烷基硼部分和胺部分；

所述烷基硼部分包括但不限于三甲基硼、三乙基硼、三正丁基硼、三仲丁基硼、三正辛基硼、三-十二烷基硼或苯基二乙基硼中的一种；

所述胺部分包括但不限于甲胺、乙胺、丙胺、三乙胺、二异丙胺、叔丁胺、3-甲氧基丙胺、正己胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶、4-甲氧基吡啶、4-叔丁基吡啶。

4.根据权利要求1所述的一种在空气氛围中实现可控自由基聚合的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述功能性单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸-2-甲氧基乙酯、聚乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰吗啉或N-(2-羟乙基)丙烯酰胺中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种在空气氛围中实现可控自由基聚合的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述可逆加成-断裂链转移试剂选自二硫酯或三硫酯中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种在空气氛围中实现可控自由基聚合的方法，其特征在于，步骤（1）中，溶剂选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、四氢呋喃、甲醇或1,4-二氧六环中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种在空气氛围中实现可控自由基聚合的方法，其特征在于，步骤（1）中，功能性单体、可逆加成-断裂链转移试剂和烷基硼胺络合物的摩尔质量比为x：1：（0.1~2.0）；

其中，x为1~10⁴。

8.一种如权利要求1~7任一所述的在空气氛围中实现可控自由基聚合的方法在聚合物高通量合成与筛选中的应用。