[发明专利]一种基于可见光辐射的水溶性单体的原子转移自由基聚合方法

摘要

本发明公开了一种基于可见光辐射的水溶性单体的原子转移自由基聚合方法。具体而言，该方法包括以下步骤1）制备催化剂/配体络合物溶液；2）在正庚烷/乙醇混合溶剂中进行ATRP聚合；3）聚合结束后，加水诱导溶液分层，经处理得到聚合物；4）向回收的催化剂/配体络合物中加入新的单体、引发剂和两组分可见光光引发剂，进行下一轮聚合。本发明的ATRP反应在温和、高效的可见光辐照下进行，不仅在较宽的波长范围下实现了超高的单体转化率（>95%），得到控制性好的聚合物，而且能够回收再利用催化剂，操作简便、可设计性强、成本较低，省时省力。

主权项

一种基于可见光辐射的水溶性单体的原子转移自由基聚合方法，其包括下列步骤：1）将水溶性单体、引发剂、催化剂、配体和紫外光光引发剂加入到预先盛有正庚烷的透明反应容器中，再向其中加入乙醇，在搅拌条件下，采用紫外光光源辐照5~10小时，辐照结束后，向反应容器中加入水，直至溶液分层，移取上层正庚烷相，得到催化剂/配体络合物的正庚烷溶液；其中：所述水溶性单体、引发剂、催化剂、配体、紫外光光引发剂之间的摩尔比为100:1~2:1:2:1~3，所述水溶性单体、正庚烷、乙醇之间的体积比为1:4:3；2）将水溶性单体、引发剂、可见光光引发剂和可见光共引发剂加入到预先盛有步骤1）中制得的催化剂/配体络合物的正庚烷溶液的透明反应容器中，再向其中加入乙醇，将反应容器密封后转移至可见光光源下，在搅拌条件下，于室温聚合3~22小时；其中：所述水溶性单体、引发剂、催化剂/配体络合物、可见光光引发剂、可见光共引发剂之间的摩尔比为100:1~4:1:0.5:1，所述水溶性单体、正庚烷、乙醇之间的体积比为1:4:3；3）聚合结束后，将反应容器解密封，并向其中加入水，直至溶液分层，移取下层乙醇相并采用正己烷或石油醚沉淀，倾倒上层正己烷或石油醚相并将所得的沉淀干燥，得到所需的聚合物；4）将含有催化剂/配体络合物的正庚烷相倒入另一个透明反应容器中，再加入溶解于乙醇中的水溶性单体、引发剂、可见光光引发剂和可见光共引发剂，即可进行下一轮的聚合；其中：所述水溶性单体、引发剂、可见光光引发剂和可见光共引发剂的用量分别与其在步骤2）中的用量相等；所述水溶性单体选自甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯、甲基丙烯酸N,N‑二甲基氨基乙酯、N‑异丙基丙烯酰胺、N,N‑二甲基丙烯酰胺中的任意一种；所述引发剂选自α‑溴代苯乙酸乙酯；所述催化剂是N,N‑二正丁基二硫代氨基甲酸铜；所述配体是聚丙烯酸十八酯‑ran‑聚丙烯酸[双(吡啶‑2‑基甲基)氨基]乙酯；所述紫外光光引发剂选自(2,4,6‑三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦；所述可见光光引发剂是樟脑醌；所述可见光共引发剂是三乙胺。