可控自由基聚合技术在合成高分子材料中的应用探究

成于勤(湖北工程学院， 湖北 孝感 432000)

可控自由基聚合技术在合成高分子材料中的应用探究

成于勤(湖北工程学院， 湖北 孝感 432000)

生物医用钛及其合金植入体的骨再生能力差，与周围组织结合能力不佳，因而需要通过表面改性技术赋予其相应的生物相容性、生物活性和抗菌性的同时改善其耐磨性和耐蚀性等。本文旨在对钛基生物医用材料的阳极氧化表面改性进行总结和分析，从而为以后的相关专利审查提供参考。

可控自由基聚合；合成；材料

1 线型聚合物的合成

线型聚合物因为其结构的不同具有不同的分类，其虽然通过单体链接而来，但是依然有梯度共聚物和嵌段共聚物的划分。梯度共聚物是一种新型的共聚物，其融合了嵌段共聚物的特点，并具有无规共聚物的优势，是一种高分子共混增溶剂的存在形式。一般来说，其采用非有链终止反应的聚合技术，此技术并成为梯度共聚物的重要技术方法。而且，对于梯度共聚物来说，因为共聚单体其竞聚率不同，甚至存在较大的不同性，所在进行制备过程中需要根据不同的单体性质和要求选择不同的加料方法，通常的加料方法主要有批量法和半批量法。对于嵌段共聚物的研究较多，应用也较多的一种聚合物物质，其研究的对象主要是序列规整的聚合物，其所划分的类型也较多，包括AB型、ABC型、ABA型等多种，对实现ATRP方法可有两种方式，一种是先把第一种单体的均聚物制备完成，然后直接把第二种单体加入就可；另一方法是先得到大分子引发剂，大分子中含有卤原子，之后再将第二种单体聚合引发，得到第二嵌段共聚物。

2 接枝聚合物的合成

可控自由基聚合技术在接枝聚合物形成方面的应用也非常广泛，其主要采用的技术是ATRP技术。梳状聚合物的形成主要通过两种途径而成，即大分子单体技术和大分子引发技术。其主要是在大分子单体技术基础上对一些侧链比较均一的梳状聚合物进行制作。比如哈丽丹·买买提所进行的研究，其主要是在纤维素氯化锂/N，N-二甲基乙酰胺等溶液中，促使氯化锂与纤维素发生反应，形成纤维素氯乙酸酯，而后再将其融于N-二甲基乙酰胺等溶液，采用催化剂引发甲基丙烯酸丁酯的均相ATRP聚合，从而促成接枝聚合物的形成。此种方法得到了接枝聚合物其疏水性能较好。郑兴良等合成了两亲性接枝共聚物PtBA－g－PPEGMEMA，在对抗肿瘤药物方面的阿霉素进行了负载，最终通过试验表明该体系是有缓释特征的。张洪文等人在对此方面所进行的研究中，利用表面引发ATRP在聚酯薄膜表面接枝了由 -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酸甲酯形成的共聚物，发现材料的表面疏水性能更好，并随着温度的增加，时间的延长，其疏水性能有所提高。

3 支化聚合物的合成

(1)星形聚合物 “先臂后核”和“先核后臂”都可以得到星形聚合物，此两种方法都囊括于ATRP技术范围内。“先臂后核”主要是首先制出带有活性末端基的均聚物，之后再将其与多功能团化合物进行反应，从而得到所需要的星形聚合物。而“先核后臂”则与之不同，其就是利用多官能团的引发剂作用进行单体的ATRP。陈建芳等人对此方面的研究较为透彻，通过原子转移自由基偶联法得到了星形杂臂苯乙烯－甲基丙烯酸甲酯共聚物(PS－PMMA)和多臂星形聚苯乙烯(S－PS)。

(2)聚合物刷 聚合物刷具有特殊的高分子结构，其能够在基质表面或者界面上形成高密度的聚合分子链，并能够促使该分子链形成一定的长度，从而达到较好的聚合效果。一般来说，构成聚合物单体的链与接枝在一般物质表面所形成的链要长，尤其在高密度环境下，聚合链的形成像刷子一样的刷毛，能够有效改变界面或者表面物性的特征。

(3)超支化聚合物 所谓的超支化聚合物的合成是一般利用自缩合乙烯基聚合，采用同时有卤原子及双键的引发剂(如对氯甲基苯乙烯和丙烯酸－2－溴丙酯等)作为ATRP的大分子结构引发剂来制备出的超支化大分子引发剂，再加入一些其他的单体，就可以得到制备出超支化嵌段聚合物。

4 无机/聚合物复合材料的制备

在无机/聚合物杂化材料的制备的方法是有很多种，采用表面引发活性/可控自由基聚合方法是通过高分子结构调控来达到材料机械性能的优化，这一特征主要是受到研究者所关注的。夏丽等主要是通过铁盐催化电子转移生存催化剂的ATRP方法，再利用三氯化铁的催化作用，配体为三苯基膦，还原剂是抗坏血酸，溶剂N，N－二甲基甲酰胺，单体是甲基丙烯酸羟乙酯和对氯甲基苯乙烯，制备得到超支化嵌段共聚物的新颖复合材料。这种材料具有了有机材料和无机材料共同的优点，在催化、分离以及生物分子等多个领域被广泛的使用。

5 结语

可控自由基聚合技术的应用范围正在不断提升，其在合成高分子材料中的应用更加需要深入研究和探索。相关人员要积极探究更好地应用方法和措施，从多种角度出发探究其应用的特性。同时，对于可控自由基聚合技术的探索还需要结合当前节能减排的需要进行研究，相信随着对其所进行的研究，必然还会导致新的聚合反应的发现，让其成为推动社会经济效益增长的强有力支撑。

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