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shinhwajay

木虫 (著名写手)

[求助] RAFT制备简单嵌段共聚物,第二单体转化率极低

RAFT刚刚练手,按照文献中重复几次制得的RAFT试剂DMP(就是2-{[(十二烷基硫基)硫代甲酰基]硫烷基}琥珀酸),文献的熔点是61-62度,我做的几次测都是57-59之间,不知道是不是纯化的问题?还是做的东西就不对?也没做核磁分析。就打算先验证一下效果。
     问题1:以制备得到的DMP,分别制备了PNIPAM(聚N-异丙基丙烯酰胺)和PtBA(聚丙烯酸叔丁酯)均聚物,反应条件是引发剂AIBN,二氧六环溶剂下65度反应24h,得到的产物经GPC测定,PtBA分子量13310 PDI=1.06,PNIPAM分子量4118 PDI=1.09,基本上和理论分子量接近,这是不是说明DMP还是有效的?
    问题2:分别以上述的均聚物作为链转移试剂制备嵌段共聚物,单体分别是NIPAM和tBA,反应条件是引发剂AIBN,二氧六环溶剂下65度反应24h,反应前搅拌溶液得到稀溶液,反应后溶液有变稠。
     以PtBA为链转移剂的嵌段共聚物产物的处理是加入二氧六环稀释后,将稀释液加入甲醇/水=1:1进行沉淀,得到白色沉淀。经GPC测定,分子量为13601 PDI=1.21。
     以PNIPAM为链转移剂的嵌段共聚物产物的处理是加入二氧六环稀释后,将稀释液加入甲醇/水=1:1,没有沉淀,得到悬浊液,遂加入正己烷,在磁力搅拌下,在正己烷层得到白色固体,经GPC测定,分子量为4630 PDI=1.07。
     如果根据分子量来算,接上的第二单体只有3个左右,是什么原因呢?反应时间不够还是温度不够高?我看了一篇文献中温度是80度,80度的AIBN半衰期会不会太快了?要得到理想的嵌段共聚物,应该怎样做呢?请提供帮助,非常感谢!
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迟疑的人生不可取
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木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
fyjqt: 金币+1, 应助奖励 2013-08-21 22:20:38
shinhwajay: 金币+6, ★★★★★最佳答案 2013-08-22 13:04:17
楼上说的选择CAT我觉得没有必要考虑这个了,事实证明该催化剂对两个单体都体现出了良好的调控能力。
非常关注楼主在聚合结束后分离提纯的过程,是否真的将所有聚合物都析出来了。可以称量一下干燥后的反应物,和聚合前加的聚合物比较一下,看看有多少单体长进去了。

如果分离过程没有差错的话,就是单纯的聚合物速率低造成的。不知道用大分子链转移剂的时候和小分子链转移剂的时候,引发剂浓度,以及单体浓度是否保持一致了,如果保持一致,严格来讲从楼主的实验数据,虽然NIPAMM的聚合速率慢,但是都不至于像楼主GPC测量的那样。当然如果是由于其他改动,可以通过增加单体浓度或者引发剂浓度,包括温度等方式提高聚合速率。80摄氏度引发对AIBN问题不大。

楼上的朋友给楼主建议两种单体聚合顺序,一般来讲,这个还是比较重要的。对于你的体系,个人觉得NIPAMM作为第二单体聚合比较合适,不过你两种顺序都试试,比较一下也是不错的。

溶液聚合过程中还需要注意的一个问题就是聚合物在反应介质中的溶解性变化。
5楼2013-08-21 16:45:32
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studentdb

铜虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
shinhwajay: 金币+1, 有帮助 2013-08-20 23:18:33
wgs8136: 金币+2, 欢迎应助 2013-08-21 08:49:09
首先,可控自由基聚合并不是活性聚合,终止反应是存在的,而且时间越长死得越多。我一般过夜即可。
请检查你的链转移剂/引发剂物质的量比例,理论上起码1:1。实际上要远远大于这个值。我用CDB的时候都是20:1。
怎么没看到你用保护气体?
最后,请检查溶液浓度,不要太稀。
2楼2013-08-20 21:32:32
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shinhwajay

木虫 (著名写手)

shinhwajay: 回帖置顶 2013-08-21 10:44:20
引用回帖:
2楼: Originally posted by studentdb at 2013-08-20 21:32:32
首先,可控自由基聚合并不是活性聚合,终止反应是存在的,而且时间越长死得越多。我一般过夜即可。
请检查你的链转移剂/引发剂物质的量比例,理论上起码1:1。实际上要远远大于这个值。我用CDB的时候都是20:1。
...

链转移剂:引发剂=5:1
N2除氧和保护都是有
溶液浓度50%
我只是想问问有经验的同学,我这个情况是应该升高温度到80度,还是维持65度多反应24h?
迟疑的人生不可取
3楼2013-08-20 23:13:05
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tony_2009

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖


感谢参与,应助指数 +1
fyjqt: 金币+1, 应助奖励 2013-08-21 22:20:26
RAFT聚合做嵌段时要考虑单体的活性,存在先后顺序的问题。对于NIPAM这类单体,由于酰胺键的影响,可能对tBA的调控差一些。建议看看RAFT的那几篇综述,里面对CTA的选择,嵌段聚合时单体的顺序等都有涉及。
4楼2013-08-21 11:44:01
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