[发明专利]并环结构化合物作为自由基聚合反应控制剂的应用

说明书

本发明属于功能材料领域，公开了一种并环结构化合物作为自由基聚合反应控制剂的应用，该并环结构化合物其并环结构由芳香环和含饱和碳六元环构成。优选的，并环结构化合物具有如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8任意一项所示结构。本发明中的并环结构化合物具有由芳香环和含饱和碳六元环构成的并环结构，具有良好的化学稳定性；含饱和碳六元环中饱和碳C‑H键的键解离能较低，容易发生氢原子转移而阻聚大分子自由基，具有良好的阻聚效果。

技术领域

本发明属于功能材料领域，更具体地，涉及一种并环结构化合物作为自由基聚合反应控制剂的应用。

背景技术

自由基聚合是常见的聚合方法，具有发展历史悠久、适用单体种类多样、适应光热电多种引发方式等特点，广泛用于封装、生物、增材制造、功能复合材料等领域。然而，自由基聚合单体的保存、胶黏剂的保存和材料物理性能的保持、动力学和流变学的调控、聚合物结构与性能的提升均需添加适量的自由基聚合反应控制剂。

常用的自由基聚合反应控制剂有苯酚类、苯醌类、金属有机配合物类。虽然它们具有良好的自由基聚合反应调控能力，但通常具有较高的反应活性，容易发生氧化还原反应或引发金属参与的化学反应，产生诸多不利因素：1)控制剂发生化学反应转化为其他化合物，致使自由基聚合反应调控能力降低或丧失(Photosynth.Res.，1985，335-348)；2)单体中的控制剂影响目标的化学反应历程，致使产生不必要的副反应或改变最终反应产物(Chem.Phys.Lett.，2009，235-239)；3)控制剂在材料成型后发生化学反应，致使材料的物理性质(比如，颜色、透光性)发生变化(Prog.Polym.Sci.，1992，953-1044)。

为解决上述问题，使用化学性质稳定的控制剂代替传统控制剂。发明人注意到含有活泼氢的二氢蒽及其衍生物，它们饱和碳C-H键的键解离能小于85kcal/mol(J.Am.Chem.Soc.，2017，3938-3941)，为此，本发明对用于自由基聚合反应的控制剂展开了进一步研究。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种并环结构化合物作为自由基聚合反应控制剂的应用，该并环结构化合物由芳香环与含饱和碳六元环构成，含饱和碳六元环中饱和碳C-H键的键解离能较低，容易发生氢原子转移而阻聚大分子自由基，具有良好的化学稳定性和良好的自由基聚合反应调控能力。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种并环结构化合物作为自由基聚合反应控制剂的应用，其特征在于，该并环结构化合物其并环结构由芳香环和含饱和碳六元环构成。

作为本发明的进一步优选，所述自由基聚合反应控制剂是用于调控聚合反应或阻断聚合反应；优选的，所述调控聚合反应包括调控聚合反应的反应速率和/或凝胶化，所述阻断聚合反应是用于可自由基聚合单体的保存。

作为本发明的进一步优选，所述并环结构化合物具有如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8任意一项所示结构：

作为本发明的进一步优选，所述并环结构化合物的饱和碳C-H键的键解离能低于85kcal/mol。

作为本发明的进一步优选，所述自由基聚合反应控制剂是应用于乙烯基类单体、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯腈类单体或乙烯基醚类单体的自由基聚合反应的反应速率调控；优选的，所述乙烯基类单体、所述丙烯酸酯类单体、所述丙烯酰胺类单体、所述丙烯腈类单体、所述乙烯基醚类单体均含有单个或多个碳碳双键。

作为本发明的进一步优选，所述自由基聚合反应控制剂是应用于硫醇-烯点击聚合反应的反应速率调控；优选的，所述硫醇-烯点击聚合反应为含单个或多个巯基的单体与含单个或多个碳碳双键的单体之间的聚合反应。