成于勤(湖北工程學(xué)院， 湖北 孝感 432000)

可控自由基聚合技術(shù)在合成高分子材料中的應(yīng)用探究

成于勤(湖北工程學(xué)院， 湖北 孝感 432000)

生物醫(yī)用鈦及其合金植入體的骨再生能力差，與周圍組織結(jié)合能力不佳，因而需要通過(guò)表面改性技術(shù)賦予其相應(yīng)的生物相容性、生物活性和抗菌性的同時(shí)改善其耐磨性和耐蝕性等。本文旨在對(duì)鈦基生物醫(yī)用材料的陽(yáng)極氧化表面改性進(jìn)行總結(jié)和分析，從而為以后的相關(guān)專利審查提供參考。

可控自由基聚合；合成；材料

1 線型聚合物的合成

線型聚合物因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的不同具有不同的分類，其雖然通過(guò)單體鏈接而來(lái)，但是依然有梯度共聚物和嵌段共聚物的劃分。梯度共聚物是一種新型的共聚物，其融合了嵌段共聚物的特點(diǎn)，并具有無(wú)規(guī)共聚物的優(yōu)勢(shì)，是一種高分子共混增溶劑的存在形式。一般來(lái)說(shuō)，其采用非有鏈終止反應(yīng)的聚合技術(shù)，此技術(shù)并成為梯度共聚物的重要技術(shù)方法。而且，對(duì)于梯度共聚物來(lái)說(shuō)，因?yàn)楣簿蹎误w其競(jìng)聚率不同，甚至存在較大的不同性，所在進(jìn)行制備過(guò)程中需要根據(jù)不同的單體性質(zhì)和要求選擇不同的加料方法，通常的加料方法主要有批量法和半批量法。對(duì)于嵌段共聚物的研究較多，應(yīng)用也較多的一種聚合物物質(zhì)，其研究的對(duì)象主要是序列規(guī)整的聚合物，其所劃分的類型也較多，包括AB型、ABC型、ABA型等多種，對(duì)實(shí)現(xiàn)ATRP方法可有兩種方式，一種是先把第一種單體的均聚物制備完成，然后直接把第二種單體加入就可；另一方法是先得到大分子引發(fā)劑，大分子中含有鹵原子，之后再將第二種單體聚合引發(fā)，得到第二嵌段共聚物。

2 接枝聚合物的合成

可控自由基聚合技術(shù)在接枝聚合物形成方面的應(yīng)用也非常廣泛，其主要采用的技術(shù)是ATRP技術(shù)。梳狀聚合物的形成主要通過(guò)兩種途徑而成，即大分子單體技術(shù)和大分子引發(fā)技術(shù)。其主要是在大分子單體技術(shù)基礎(chǔ)上對(duì)一些側(cè)鏈比較均一的梳狀聚合物進(jìn)行制作。比如哈麗丹·買買提所進(jìn)行的研究，其主要是在纖維素氯化鋰/N，N-二甲基乙酰胺等溶液中，促使氯化鋰與纖維素發(fā)生反應(yīng)，形成纖維素氯乙酸酯，而后再將其融于N-二甲基乙酰胺等溶液，采用催化劑引發(fā)甲基丙烯酸丁酯的均相ATRP聚合，從而促成接枝聚合物的形成。此種方法得到了接枝聚合物其疏水性能較好。鄭興良等合成了兩親性接枝共聚物PtBA－g－PPEGMEMA，在對(duì)抗腫瘤藥物方面的阿霉素進(jìn)行了負(fù)載，最終通過(guò)試驗(yàn)表明該體系是有緩釋特征的。張洪文等人在對(duì)此方面所進(jìn)行的研究中，利用表面引發(fā)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，發(fā)現(xiàn)材料的表面疏水性能更好，并隨著溫度的增加，時(shí)間的延長(zhǎng)，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，此兩種方法都囊括于ATRP技術(shù)范圍內(nèi)。“先臂后核”主要是首先制出帶有活性末端基的均聚物，之后再將其與多功能團(tuán)化合物進(jìn)行反應(yīng)，從而得到所需要的星形聚合物。而“先核后臂”則與之不同，其就是利用多官能團(tuán)的引發(fā)劑作用進(jìn)行單體的ATRP。陳建芳等人對(duì)此方面的研究較為透徹，通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基偶聯(lián)法得到了星形雜臂苯乙烯－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結(jié)構(gòu)，其能夠在基質(zhì)表面或者界面上形成高密度的聚合分子鏈，并能夠促使該分子鏈形成一定的長(zhǎng)度，從而達(dá)到較好的聚合效果。一般來(lái)說(shuō)，構(gòu)成聚合物單體的鏈與接枝在一般物質(zhì)表面所形成的鏈要長(zhǎng)，尤其在高密度環(huán)境下，聚合鏈的形成像刷子一樣的刷毛，能夠有效改變界面或者表面物性的特征。

(3)超支化聚合物 所謂的超支化聚合物的合成是一般利用自縮合乙烯基聚合，采用同時(shí)有鹵原子及雙鍵的引發(fā)劑(如對(duì)氯甲基苯乙烯和丙烯酸－2－溴丙酯等)作為ATRP的大分子結(jié)構(gòu)引發(fā)劑來(lái)制備出的超支化大分子引發(fā)劑，再加入一些其他的單體，就可以得到制備出超支化嵌段聚合物。

4 無(wú)機(jī)/聚合物復(fù)合材料的制備

在無(wú)機(jī)/聚合物雜化材料的制備的方法是有很多種，采用表面引發(fā)活性/可控自由基聚合方法是通過(guò)高分子結(jié)構(gòu)調(diào)控來(lái)達(dá)到材料機(jī)械性能的優(yōu)化，這一特征主要是受到研究者所關(guān)注的。夏麗等主要是通過(guò)鐵鹽催化電子轉(zhuǎn)移生存催化劑的ATRP方法，再利用三氯化鐵的催化作用，配體為三苯基膦，還原劑是抗壞血酸，溶劑N，N－二甲基甲酰胺，單體是甲基丙烯酸羥乙酯和對(duì)氯甲基苯乙烯，制備得到超支化嵌段共聚物的新穎復(fù)合材料。這種材料具有了有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料共同的優(yōu)點(diǎn)，在催化、分離以及生物分子等多個(gè)領(lǐng)域被廣泛的使用。

5 結(jié)語(yǔ)

可控自由基聚合技術(shù)的應(yīng)用范圍正在不斷提升，其在合成高分子材料中的應(yīng)用更加需要深入研究和探索。相關(guān)人員要積極探究更好地應(yīng)用方法和措施，從多種角度出發(fā)探究其應(yīng)用的特性。同時(shí)，對(duì)于可控自由基聚合技術(shù)的探索還需要結(jié)合當(dāng)前節(jié)能減排的需要進(jìn)行研究，相信隨著對(duì)其所進(jìn)行的研究，必然還會(huì)導(dǎo)致新的聚合反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，讓其成為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)的強(qiáng)有力支撐。

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