聚合物氯化原位接枝过程解析及产物结构构筑

利用氯的高活性，在聚合物分子链上产生大量反应活性点,在相应单体存在下，使其接枝酐基,酰胺基,腈基，羧基,羟基,酯基等官能团，实现聚合物官能化。产物可以是微含氯量（≥1% wt%）或任意含氯量(0～73% wt%)的官能化聚合物。与其他后功能化方法比较，上述接枝过程优势在于可较容易地从聚合物分子近程、远程结构及聚集态结构设计中获得指定性能材料；过程赋予产物特殊分子结构：多支化点、较短支链，其氯含量可任意调节，使其具有突出的弱影响，强响应特征；反应过程在固态、常压下进行，易于调控；可有效避免如交联、降解等副反应。主要研究内容包括，反应机理和动力学；确定结构弱影响，性能强响应的基本分子结构；产物分子结构、聚集态结构对其化学性能、物理性能、流变性能及加工行为的依赖关系。其目的在于通过探索，达到对各种官能化聚合物结构的精细构筑，实现宽广范围内对聚合物功能及性能的调控，以适应不同领域的应用。

本课题核心是利用氯的高活性，在聚合物分子链上产生大量反应活性点,在相应单体存在下，使其接枝酐基,酰胺基,腈基，羧基,羟基,酯基等官能团，实现聚合物官能化。产物可以是微含氯量（≥1%~≤3% wt%）或任意含氯量(0～73% wt%)的官能化聚合物。这一改性方法借助于氯分子的热裂解，使聚合物在反应体系中氯化同时被接枝，以致称为氯化原位接枝共聚合。.课题将这一过程运用到PE、PP、EVA、PVC等骨架聚合物接枝过程，与其接枝的单体包括顺丁烯二酸酐（MAH）、苯乙烯（St）甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）等。课题通过大量的实验和有效的测试手段，包括FTIR、NMR、AFM、SEM、XPS、GPC、DMA等对反应机理和反应历程、聚合物分子结构及聚集态的设计、反应过程副反应的控制、结构与性能相互关系的研究，对氯化原位接枝共聚过程进行了详细的研究和归纳。结果表明，与其他后功能化方法比较，该过程可较容易地从聚合物分子近程、远程结构及聚集态结构设计中获得指定性能材料；产物具有特殊分子结构：多支化点、较短支链，多官能团，其氯含量可任意调节；产物的特殊结构使其具有突出的弱影响，强响应特征，其聚合物性能有显着的改变；该过程速终止反应可有效避免如交联、降解等副反应。更为突出的是该过程的产物，可和活性聚合产物进行比较，接枝密度高、分子量分布窄、具有敏感的环境响应性。.该项目通过探索研究，最终建立了各种官能化聚合物结构的精细构筑规律，实现了宽广范围内对结构、功能及其性能的调控，为新功能化材料的进一步深入研究及工业化奠定了坚实的基础。