功能化聚乙烯新材料设计制备：后过渡金属催化烯烃聚合与RAFT可控聚合结合

本项目提出后过渡金属催化烯烃聚合接续RAFT活性/可控聚合制备功能化聚乙烯的新方法。后过渡金属催化剂具有调控聚烯烃支化结构的特性（链行走）以及对极性基团有一定的容忍性，而RAFT聚合对功能单体适用面广以及活性可控特点，两者结合可以从分子水平设计合成具有各种功能的聚烯烃新材料，对拓展聚烯烃材料的应用领域具有重要的意义。本项目通过后过渡金属催化剂进行乙烯与反应性单体共聚合并经适当的反应性基团转换，产生末端或支链末端含硫酯基并具有不同支化拓扑结构的PE大分子RAFT试剂，接续进行功能单体（NIPAM、DMAEMA、OEGMA、2-VP等）RAFT聚合，预期制备出具有双亲性、环境响应性功能的嵌段、多臂或杂多臂支化PE。也对这些功能化PE的性能及在介质中组装行为进行系统的研究。

聚烯烃功能化是国际相关研究领域长期关注的热点之一，随着近年来后过渡金属催化剂的发展，通过催化烯烃与极性单体共聚合，使聚烯烃分子链引入反应性基团，为惰性聚烯烃进一步功能化提供了重要的基础。本项目应用多种后过渡金属催化体系进行乙烯与带有反应性基团的极性单体共聚合制备不同枝化结构并含反应性基团的乙烯聚合物。通过适当的反应性基团转换，设计合成了一系列支链端或主链侧基为三硫代碳酸酯-trithiocarbonate（大分子RAFT试剂）不同枝化结构的聚乙烯，最后进行各种功能单体的RAFT可控聚合；或由含-OH、-NH2等基团的乙烯聚合物直接引发功能性单体开环聚合。由此成功制备了一系列新型功能化聚乙烯材料：线型聚乙烯-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)二嵌段共聚物(PE-b-PNIPAM)；线型聚乙烯-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚(2-乙烯基吡啶)三嵌段共聚物(PE-b-PNIPAM-b-P2VP)；枝化聚乙烯-g-聚(N-异丙基丙烯酰胺)接枝共聚物(PE-g-PNIPAM)；支化聚乙烯-聚谷氨酸酯嵌段共聚物（BPE-PGA）；超支化聚乙烯-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯多臂共聚物（HBPE-PDMAEMAs）；超支化聚乙烯-聚己内酯多臂共聚物（HBPE-PCLs）；超支化聚乙烯-聚磷酸酯多臂共聚物（HBDPE-PPEs）；超支化聚乙烯-聚环氧乙烷多臂共聚物（HBPE-PEOs）。对所得到具有双亲性聚合物的分子链结构和性能进行了表征，考察了溶液中自组装胶束形态及对环境的响应性，为新型功能聚烯烃材料的开发应用提供基本数据。