[发明专利]一种新型光催化剂的原子转移自由基聚合制备聚合物的方法

说明书

本发明公开了一种石墨相氮化碳(g‑C₃N₄)/纳米聚(1,4‑二苯基丁二炔)光催化剂在光诱导原子转移自由基聚合中的应用，该体系由可聚合的单体，金属催化剂，配体，原子转移自由基引发剂，g‑C₃N₄/纳米聚(1,4‑二苯基丁二炔)光催化剂和溶剂组成，属于有机高分子制备技术领域。本发明不仅在室温可见光引发的条件下实现“活性”/可控自由基聚合，而且可以通过光源的开和关来实现对聚合反应的快速启动和终止。

技术领域

本发明新型光催化剂的原子转移自由基聚合制备聚合物的方法，属于高分子化学领域，具体涉及一种由g-C3N4/纳米聚(1,4-二苯基丁二炔)为光催化剂的光诱导原子转移自由基聚合制备聚合物的方法。

背景技术

原子转移自由基聚合是中国旅美博士王锦山在Krzysztof Matyjaszewski教授课题组从事博士后研究时首次发现了原子转移自由基聚合（Wang, J.-S.; Matyjaszewski,K. Controlled/living radical polymerization. atom transfer radicalpolymerization in the presence of transition-metal complexes. J. Am. Chem.Soc. 1995, 117 (20): 5614-5615.）。同期，日本京都大学Mitsuo Sawamoto 教授等也发表了关于金属催化的活性自由基聚合的文章（Kato, M.; Kamigaito, M.; Sawamoto, M.;Higashimura, T. Polymerization of Methyl Methacrylate with the CarbonTetrachloride/Dichlorotris-(triphenylphosphine) ruthenium (II)/MethylaluminumBis(2,6-di-tert-butylphenoxide) Initiating System: Possibility of LivingRadical Polymerization. Macromolecules 1995, 28 (5): 1721-1723.）。

原子转移自由基聚合（ATRP）是通过增长自由基与烷基卤化物（R-X）或大分子卤化物（休眠种）之间的可逆动态平衡实现的。休眠种与活化剂-低氧化态的过渡金属络合物M_t^m/L（M_t^m代表在氧化态m的过渡金属物质，L是配体）间歇性活化形成增长自由基（P_n·）和钝化剂-高氧化态过渡金属络合物 X-M_t^m+1/L，活化速率常数为k_act。同时钝化剂与增长自由基以逆反应（k_deact）再形成休眠种和活化剂。

光引发聚合因其良好的潜在经济和生态效应，近些年一直受到学者们的关注。感光聚合物已经在许多应用领域成为了基础材料，比如涂料、粘合剂、墨水、印刷板、光波导管和微电子学等等。