基团转移聚合反应

基团转移聚合反应及其应用基团转移聚合反应，简称“ATRP”，是一种通过控制聚合反应的速率和分子量，制备高分子材料的方法。

ATRP方法在有机合成和高分子材料制备方面具有广泛的应用，对制备功能材料具有重要的作用。

ATRP反应的基本原理是通过引入活性基团，利用化学键断裂的自由基反应，来引发分子间的链扩增反应。

在ATRP反应中，引入的基团通常是卤素、硝基、苯基等活性基团。

这些基团与金属催化剂形成稳定的配合物，完成活化反应。

ATRP反应的优点在于可以控制聚合物的分子量和分子量分布。

通过控制反应条件可以调整反应速率和分子量，使得高分子材料的结构和性能可以被精确定制。

ATRP反应的另一个优点是可以被用来制备复杂的高分子结构，如星形高分子、网状高分子等。

ATRP反应在材料科学、有机合成等领域得到了广泛应用。

ATRP反应产生的高分子具有特殊的性质，这使得它们在药物传递、化妆品、电子材料、纳米结构的制备等多个领域具有潜在的应用价值。

在材料科学领域，ATRP反应已经成功地应用于制备嵌段共聚物、电子界面材料、光学材料、传感器和纳米材料。

总之，ATRP反应是一种高度可控的聚合反应，具有许多优点，可以被用于制备复杂的高分子结构，产生具有特殊性质和应用价值的高分子材料。

未来，这种反应将继续在材料科学和有机合成领域得到广泛应用。

第一章绪论（Introduction）高分子化合物（High Molecular Compound）：所谓高分子化合物，系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。

重复单元（repeating unit）:聚氯乙稀分子链可以看作结构单元多次重复构成，因此括号内的化学结构也可称为重复单元或链节（chain element）。

聚合度（degree of polymerigation）:重复单元的数目n，表征聚合物分子量大小的一个物理参数。

分子量分布（Molecular Weight Distribution, MWD ）：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。

分子量分布指数（多分散系数）： D=1 均一分子量 D>1 分子量多分散性多分散性（Polydispersity）：聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物，用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。

加聚反应（addition polymerigation）：通过打开环或双键、三键互相联结起来而形成聚合物的反应。

聚合过程中无小分子副产物生成。

缩聚反应（polycondensation）：缩聚反应通常是经由单体分子的官能团间的反应，在形成缩聚物的同时，伴有小分子副产物的生成。

链(增长）式聚合（链式聚合，chain （growth） polymerigation）：烯类单体的加聚反应，绝大多数属于链增长聚合反应。

反应过程中，反应体系始终由单体、高相对分子质量聚合物和微量引发剂组成，没有中间产物，单体转化率与反应时间无关。

逐步(增长)聚合（step growth polymerigation）：逐步聚合没有活性中心，它是通过一系列单体上所带的能相互反应的官能团间的反应逐步实现的。

绝大多数缩聚反应以及合成聚氨酯的聚加成反应等等都是逐步增长聚合反应。

甲基丙烯酸甲酯基团转移聚合甲基丙烯酸甲酯基团转移聚合是一种聚合方法，其特点是具有优异的立体规整性和高度的传递性，因此被广泛应用于聚合物材料的制备中。

本文将通过分步骤阐述这一聚合方法的具体原理和过程，以期为读者提供一定的参考。

第一步：反应前处理在实验开始之前，需要进行反应前处理。

首先，需要选用合适的反应器并进行清洗和干燥。

其次，需要对反应物进行精确的称量和质量的检测，以确保实验的准确性和可靠性。

最后，还需要选用合适的溶剂和引发剂，并对其进行精确的控制和加入。

第二步：引发剂的加入在反应前处理完成之后，需要将引发剂加入到反应体系中。

一般情况下，引发剂的加入采用高温长时间的方法，以确保反应能够持续的进行和引发剂的完全释放。

同时，在引发剂加入的时候，需要控制反应体系的温度和气氛，以保证反应的高效性和选择性。

第三步：单体的加入单体加入是甲基丙烯酸甲酯基团转移聚合的关键步骤之一。

需要以一定的速率将单体加入到反应体系中，并对反应体系的温度和气氛进行控制，以实现反应的平稳进行和高效性。

同时，在单体加入的过程中，需要对反应体系的质量进行监控，以确保反应体系的稳定性和平衡性。

第四步：溶剂的控制在甲基丙烯酸甲酯基团转移聚合过程中，溶剂的控制也是十分重要的一环。

一般情况下，需要控制反应体系的溶剂含量和比例，以保证反应的稳定性和平衡性。

同时，在反应过程中还需要进行溶剂的逐步剥离，以提高反应产率和聚合效率。

第五步：收集产物在反应完成之后，需要对产物进行收集。

收集采用物理或化学的方法均可，其目的是将产物从反应体系中分离出来。

同时，在收集产物的过程中，需要对产物所处的环境进行控制，以保证产物的稳定性和质量。

综上所述，甲基丙烯酸甲酯基团转移聚合是一种十分重要的聚合方法，其过程十分复杂和繁琐。

需要在实验前做好反应前处理，掌握好引发剂加入、单体加入、溶剂控制和产物收集等各个环节的技巧，才能保证反应的成功进行和产物的制备。

基团转移聚合Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT齐齐哈尔大学毕业设计（论文）题目基团转移聚合学院材料科学与工程学院专业班级高分子131学生姓名任学峰指导教师王雅珍成绩2016年6月15日第二章基团转移聚合概述基团转移聚合（ Group Transfer Polymerization，GTP）作为一种新的活性聚合技术。

是于1983年由美国杜邦公司的等人首先报道的。

它是除自由基、阳离子、阴离子和配位阴离子型聚合外的第五种连锁聚合技术。

基团转移聚合，是以α–，β–不饱和酯、酮、酰胺和腈类等化合物为单体，以带有硅烷基、锗烷基、锡烷基等基团的化合物为引发剂，用阴离子型或Lewis酸型化合物做催化剂，选用适当的有机物为溶剂，通过催化剂与引发剂端基的硅、锗、锡原子配位，激发硅、锗、锡原子，使之与单体羰基上的氧原子或氮原子结合成共价键，单体中的双键与引发剂中的双键完成加成反应，硅烷基、锗烷基、锡烷基团移至末端形成“活性”化合物的过程。

（1）链引发反应将少量的二甲基乙烯酮甲基三甲基硅烷基缩醛（MTS）为引发剂，与大量甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体在阴离子催化剂（）作用下发生加成反应：反应中，引发剂的三甲基硅转移到MMA的羰基上，双键上带有负电性的α碳原子向单体上带有正电性的双键α碳原子加成，结果在新生成的中间体Ⅰ的端基上重新产生一个三甲基硅氧基和一个双键。

（2）链增长反应显然，上述加成产物Ⅰ的一端仍具有与MTS相似的结构，可与MMA的羰基氧原子进一步进行加成反应。

这种反应可反复进行，直至单体全部消耗完毕，最后得到高聚物。

因此，基因转移聚合的实际过程是活泼的三甲基硅基团首先从引发剂MTS转移到加成产物Ⅰ上，然后又不断向MMA单体转移，从而使分子不断增长。

链增长反应过程可表示如下：（3）链终止反应从活性聚合（Ⅱ）可见，在加入终止剂之前，增长的聚合物链均含有三甲基硅氧基末端基，它具有向剩余的同一单体或不同单体继续加成的能力，因此是一种活性聚合物链。