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PMMA-PEG 可控自由基聚合 (CRP)方法

更新时间:2025-11-24点击次数:18
PMMA-PEG 共聚物是由聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 与聚乙二醇 (PEG) 通过化学键连接形成的一类重要高分子材料,兼具 PMMA 的刚性和 PEG 的亲水性,在生物医药、材料表面改性等领域应用广泛。根据结构不同,可分为嵌段共聚物 (PMMA-b-PEG) 和接枝共聚物 (PMMA-g-PEG),合成方法多样。下面主要介绍可控自由基聚合 (CRP) 方法:

1. 原子转移自由基聚合 (ATRP)

原理:以 PEG 为大分子引发剂,通过 Cu (I)/ 配体催化体系实现 MMA 的可控聚合,形成结构可控的嵌段共聚物。
合成步骤
  • PEG 大分子引发剂制备:PEG 与卤代烷 (如 2 - 溴异丁酰溴) 反应,在 PEG 两端或单端引入卤原子

  • PMMA-PEG 合成:将 PEG-Br、MMA、CuBr/PMDETA (催化剂 / 配体) 和溶剂 (如 THF、甲苯) 加入反应瓶,通 N₂除氧后于 60-90℃反应

  • 典型配比:[MMA]:[PEG-Br]:[CuBr]:[PMDETA] = 100:1:1:2,反应时间 6-24h

适用结构:适合制备结构精确的 AB 型嵌段共聚物 (PEG-b-PMMA) 和 ABA 型三嵌段共聚物 (PMMA-b-PEG-b-PMMA)

2. 可逆加成 - 断裂链转移聚合 (RAFT)

原理:利用 PEG 修饰的 RAFT 试剂 (如黄原酸酯、三硫代碳酸酯) 调控 MMA 的自由基聚合,实现分子量和分布的精确控制。
合成步骤
  • PEG-RAFT 试剂制备:PEG 与 CS₂、KOH 反应生成黄原酸盐,再与芳香酰氯 (如 4 - 氯苯甲酰氯) 反应

  • PMMA-PEG 合成:PEG-RAFT 试剂、MMA、AIBN (引发剂) 溶于溶剂 (苯、甲苯),N₂保护下 60-80℃反应

  • 典型配比:[MMA]:[PEG-RAFT]:[AIBN] = 1000:8:1.6,反应温度 75℃,时间 2-6h

优势:反应条件温和,分子量可控性高,产物分子量分布窄 (PDI<1.3),可制备多种复杂拓扑结构

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