水介质中ATRP法接枝改性多功能真丝的制备及其构效关系研究

采用环境友好的水介质体系，经原子转移自由基聚合(ATRP)法接枝共聚，在真丝分子侧链上引入功能性基团，探讨不同单体、催化剂及配体的种类、用量、反应pH值、温度、时间等反应条件对接枝共聚的影响。使用GPC、ATR-FTIR、NMR、AFM、XPS和氨基酸分析等手段表征接枝真丝的结构及接枝改性的机理，并揭示接枝聚合物结构，如接枝密度、链长等与真丝性能之间的关系，实现改性真丝的结构可控性。利用ATRP 的特点，采用其他功能性单体对接枝后真丝进一步修饰，制得具有明显的抗菌、阻燃、导电等性能，光泽、手感及机械强度基本不受接枝改性影响，符合生态环保要求的多功能改性真丝，为扩大真丝在纺织和医用材料等领域的应用提供理论基础。

本项目提出采用环境友好的水介质体系，经原子转移自由基聚合（ATRP）法将甲基丙烯酰氧乙基二甲基磷酸酯（DMMEP）接枝到真丝表面，得到阻燃接枝真丝Silk-g-PDMMEP。再以Silk-g-PDMMEP为引发剂，二次引发甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA），制得了具有阻燃、抗菌和抗皱等多功能的嵌段共聚接枝真丝Silk-g-PDMMEP-b- PDMAEMA。探讨了真丝表面引发DMMEP单体ATRP接枝聚合的反应条件及Silk-g-PDMMEP的阻燃性能，研究了Silk-g-PDMMEP-b-PDMAEMA的结构与性能。通过ATR-FTIR、X-射线衍射、能谱元素分析及SEM等表征了接枝真丝织物的结构，并测试了接枝真丝的阻燃性能、抗菌性能及其它各项物理性能。结果表明，通过ATRP法成功将DMMEP、DMAEMA两单体接枝到真丝表面，接枝反应主要发生在丝素的无定形区，接枝聚合物在真丝表面分布均匀，接枝后织物具有良好的阻燃性和抗菌性，且抗皱性有较大提高。.针对ATRP接枝蚕丝需要较大量的低价态过渡金属催化剂，反应结束后蚕丝上残留的过渡金属会带来颜色及环保问题。项目采用ARGET ATRP法接枝蚕丝，围绕抗菌单体DMAEMA和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DEAEMA），阻燃单体DMMEP和抗皱单体甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）对真丝的ARGET ATRP接枝，研究了真丝大分子引发剂的制备条件，探讨了上述四种单体在水介质中的ARGET ATRP接枝反应条件，并与对应的常规化学引发接枝聚合和ATRP法接枝蚕丝进行比较，研究了ARGET ATRP接枝真丝的结构与性能。该体系显著降低了过渡金属络合物的用量，而且由于还原剂的存在，微量的氧对反应不会造成影响，因此这种方法特别适合于水相聚合体系。以上两点对于蚕丝活性可控聚合技术的工业化应用尤其有利，将为扩大ATRP技术在蚕丝接枝中的应用以及蚕丝在纺织和医用材料等领域的应用提供理论基础。.发表论文22篇，其中SCI收录论文9篇；申请国家发明专利6项，授权3项。