紫外光辐射原子转移自由基聚合改性高分子膜材料的研究

紫外光接枝是一种自由基接枝聚合反应，其反应速度快，效率高，但存在单体均聚严重、接枝不均匀、聚合反应可控性差等问题出现。因此本项目拟采用紫外光辐射原子转移自由基聚合技术对高分子膜材料进行接枝改性研究，即高分子膜材料在紫外光和催化剂的作用下与含双键的单体进行原子转移自由基聚合反应而形成接枝共聚物，探索研究改性高分子膜材料的新途径和反应机理；本项目基于原子转移自由基聚合（ATRP）具有可控/"活性"的特点，促使紫外光引发聚合反应成为一种可控/"活性"自由基聚合技术，减少单体自聚，同时借助光辐射的特殊作用提高现有常规ATRP催化体系的活性，达到降低聚合体系中的催化剂用量、降低聚合反应温度的目的，进而为紫外光接枝和ATRP的不足探索一种有效、可行的解决方法。

本项目采用紫外光辐射ATRP技术对聚偏氟乙烯高分子聚合物进行接枝改性，研究了紫外光辐照时间与单体转化率之间的关系，PVDF聚合物与甲基丙烯酸甲酯的之间紫外光辐射ATRP聚合反应动力学及其反应机理。运用核磁共振、傅立叶转换红外光谱、X光电子能谱、凝胶色谱、热重等技术手段对接枝共聚物结构和性能进行了表征。以氯化亚铜，联吡啶为催化体系，聚偏氟乙烯为引发剂，甲基丙烯酸甲酯为反应单体的ATRP反应，光照2小时，转化率达23.6%，反应的效率远大于加热条件下的ATRP反应；接枝共聚物的分子量分布为1.83，分子量分布呈线性，符合原子转移自由基聚合可控的特征，表明紫外光辐照下的原子转移自由基聚合反应是一个可控，高效的聚合反应。以紫外光辐照原子转移自由基聚合接枝改性的共聚物为基材制备了耐污染和pH敏感膜，确定了单体转化率或对膜结构和耐污染性能的影响，探明了接枝共聚物含量与膜形态和pH响应系数的关系。