多組聚合物接枝共聚物的定義及其發(fā)展簡史
化學先生 / 2019-09-23
接枝共聚物是由化學結構和性能不同的兩種大分子通過主鏈與支鏈的化學連接所形成的共聚物。這類聚合物有十分獨特的性能，在多組分聚合物的制備和應用中發(fā)揮極其重要的作用。
在高分子化學領城內(nèi)，對接枝共聚物的研究，迄今為業(yè)已有半個世紀的歷史，實際人們接觸到接枝共聚物的實例可以追溯到更早的年代。
1912年，Matthews申請專利，介紹了苯乙烯單體在天然橡膠存在下進行的聚合反應。1930年，Starck 等人將醋酸乙烯單體在聚乙烯醇存在下進行乳液聚合用于制備聚醋酸乙烯酯黏合劑，結果發(fā)現(xiàn)有些聚醋酸乙烯酯接枝在聚乙烯醇上。1935 年，美國Du Pont公司的Roedel等人將丙烯腈在天然橡膠乳液中進行接枝共聚合。1946年，Stoops 等人將苯乙烯、過硫酸鉀、十六燒基硫醇和油酸鈉等混人丁苯橡膠乳液中，在50C下加熱2h,所得到的苯乙烯具有十分優(yōu)異的耐沖擊性。
盡管當時還沒有接枝共聚物的概念，但上述聚合物顯然都是接枝共聚物。
1951年9月，Smets等人在美國紐約召開的國際理論和應用化學聯(lián)合會(IU-PAC)年會上報告了在含有聚甲基丙烯酸甲酯和0.5%過氧化苯甲酰的苯溶液中，使醋酸乙烯在75C下聚合，所得產(chǎn)物中既有聚醋酸乙烯在聚甲基丙烯酸甲酯上的接枝共聚物，也有均聚物，因此是種聚合物混合體系。 這種混 合體系可以溶解在熱的乙醇中，但溫度降低可使其中的接枝共聚物沉淀。因此可以通過改變溫度將接枝共聚物分離出來。此后，Roland 等人利用過氧化物為引發(fā)劑，成功地使乙烯在聚醋酸乙烯酯分子上進行了接枝聚合。由此明確、系統(tǒng)地提出了接枝共聚物的概念。
由于接枝共聚物是由不同結構與性質的聚合物構成聚合物的主鏈和側鏈，具有引人注目的特殊性能，因此很快受到人們的關注和重視，有關接枝共聚物的合成和性能研究的工作十分活躍。進人20世紀80年代以后，多種高分子合成的新方法被發(fā)現(xiàn)，為接枝共聚物的合成提供了強有力的手段，大量新型接枝共聚物被開發(fā)出來，極大地豐富了接枝共聚物的研究和應用的內(nèi)容。
迄今為止，接枝聚合已成為高分子改性的主要手段和基本方法，接枝共聚的對象也涉及整個高分子領域，如天然高分子(淀粉、羊毛、纖維素、天然絲和天然橡膠等)、合成高分子(各種合成橡膠、合成纖維和塑料等)都可以進行接枝改性。近年來，一些無機材料，如炭黑、硅膠和金屬氧化物等，也都采用接枝共聚的方法進行改性。20 世紀90年代以后，納米技術的興起也運用到了接枝共聚技術。人們采用接枝改性的方法，對納米材料進行表面修飾，極大提升了納米材料的應用水平。在這一方面，較成功的例子有納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米二氧化鈦、碳籠化合物和碳納米管的接枝改性。
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