RAFT乳液共聚合与高性能热塑性弹性体的制备新方法

活性阴离子聚合是制备三嵌段共聚物的主要方法，但聚合条件苛刻、能耗/物耗高，且无法适用于极性的乙烯基单体，因此仅有非极性的SBS,SIS等实现了大规模工业应用。SBS等主要用作热塑性弹性体，非极性SBS,SIS在耐油，耐高温，力学性能等性能还无法满足许多应用领域的要求，限制了热塑性弹性体的进一步应用。以RAFT聚合为代表的活性自由基聚合是近15年来高分子化学领域最重要的突破，广受瞩目。该方法适用于包括极性单体在内的大量不同性质的乙烯基单体的聚合。申请者长期研究RAFT乳液聚合过程，近期在高分子量聚合物制备、过程中乳液稳定性、聚合过程强化、分子量的可控性方面取得了重要的进展。本项目拟在这些研究的基础上进一步研究含极性单体的RAFT乳液共聚合过程，研究该过程的共聚动力学、分子链结构的演变规律、三嵌段共聚物的制备等基础问题，以将RAFT乳液聚合发展成为一种制备高性能热塑性弹性体的节能环保新方法。

活性阴离子聚合是制备三嵌段共聚物的主要方法，但聚合条件苛刻、能耗/物耗高，且无法适用于极性的乙烯基单体。以RAFT聚合为代表的活性自由基聚合适用于包括极性单体在内的大量不同性质的乙烯基单体的聚合且聚合条件温和。本项目研究研究含极性单体的RAFT乳液共聚合过程，以苯乙烯为主单体，γ甲基--α-乙烯基-γ-丁内酯（MeMBL）、丙烯腈（AN）、丙烯酸丁酯(BA)等为极性共单体，研究该过程的共聚动力学、分子链结构的演变规律、三嵌段共聚物的制备等基础问题，以将RAFT乳液聚合发展成为一种制备高性能热塑性弹性体的节能环保新方法。研究发现，过量亲水性单体MeMBL, AN的引入会破坏乳液体系的稳定，亲水性单体与苯乙烯单体组成比小于1时，以双亲性大分子RAFT试剂为乳化剂可制备结构可控的无规共聚物、三嵌段共聚物。通过RAFT乳液聚合方法我们制备得到含极性基团的SBS、SIS胶乳， 聚（St/MeMBL-b-BA-b-St/MeMBL），具有V形梯度结构的聚（苯乙烯/丙烯酸丁酯）等新材料，其中V形梯度聚（苯乙烯/丙烯酸丁酯）表现出5形状记忆性能，这类多形状记忆材料在医疗器械等领域有重要的应用前景，成果发表在ADVANCED MATERIALS。应用SIS胶乳改性乳液沥青，沥青的软化点可高达60oC，同时保持良好的低温延度性能，有望革新现有道路沥青热施工工艺。