可控自由基聚合技術在合成高分子材料中的應用探究

成于勤(湖北工程學院， 湖北 孝感 432000)

可控自由基聚合技術在合成高分子材料中的應用探究

成于勤(湖北工程學院， 湖北 孝感 432000)

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

可控自由基聚合；合成；材料

1 線型聚合物的合成

線型聚合物因為其結構的不同具有不同的分類，其雖然通過單體鏈接而來，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，并具有無規共聚物的優勢，是一種高分子共混增溶劑的存在形式。一般來說，其采用非有鏈終止反應的聚合技術，此技術并成為梯度共聚物的重要技術方法。而且，對于梯度共聚物來說，因為共聚單體其競聚率不同，甚至存在較大的不同性，所在進行制備過程中需要根據不同的單體性質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。對于嵌段共聚物的研究較多，應用也較多的一種聚合物物質，其研究的對象主要是序列規整的聚合物，其所劃分的類型也較多，包括AB型、ABC型、ABA型等多種，對實現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劑，大分子中含有鹵原子，之后再將第二種單體聚合引發，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在接枝聚合物形成方面的應用也非常廣泛，其主要采用的技術是ATRP技術。梳狀聚合物的形成主要通過兩種途徑而成，即大分子單體技術和大分子引發技術。其主要是在大分子單體技術基礎上對一些側鏈比較均一的梳狀聚合物進行制作。比如哈麗丹·買買提所進行的研究，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生反應，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，在對抗腫瘤藥物方面的阿霉素進行了負載，最終通過試驗表明該體系是有緩釋特征的。張洪文等人在對此方面所進行的研究中，利用表面引發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，發現材料的表面疏水性能更好，并隨著溫度的增加，時間的延長，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技術范圍內。“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化合物進行反應，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的引發劑作用進行單體的ATRP。陳建芳等人對此方面的研究較為透徹，通過原子轉移自由基偶聯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構，其能夠在基質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度，從而達到較好的聚合效果。一般來說，構成聚合物單體的鏈與接枝在一般物質表面所形成的鏈要長，尤其在高密度環境下，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，采用同時有鹵原子及雙鍵的引發劑(如對氯甲基苯乙烯和丙烯酸－2－溴丙酯等)作為ATRP的大分子結構引發劑來制備出的超支化大分子引發劑，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 無機/聚合物復合材料的制備

在無機/聚合物雜化材料的制備的方法是有很多種，采用表面引發活性/可控自由基聚合方法是通過高分子結構調控來達到材料機械性能的優化，這一特征主要是受到研究者所關注的。夏麗等主要是通過鐵鹽催化電子轉移生存催化劑的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氯甲基苯乙烯，制備得到超支化嵌段共聚物的新穎復合材料。這種材料具有了有機材料和無機材料共同的優點，在催化、分離以及生物分子等多個領域被廣泛的使用。

5 結語

可控自由基聚合技術的應用范圍正在不斷提升，其在合成高分子材料中的應用更加需要深入研究和探索。相關人員要積極探究更好地應用方法和措施，從多種角度出發探究其應用的特性。同時，對于可控自由基聚合技術的探索還需要結合當前節能減排的需要進行研究，相信隨著對其所進行的研究，必然還會導致新的聚合反應的發現，讓其成為推動社會經濟效益增長的強有力支撐。

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