前端聚合制备新型水凝胶材料文献综述
2020-04-07 03:04
文 献 综 述 1.1 引言 前端聚合(Frontal Polymerization, FP)是近20多年来迅速发展起来的高分子材料制备与加工的新技术。
前端聚合利用聚合反应产生的热能,在一个狭窄的反应区将单体转化为聚合物,并通过热扩散,自身将反应区不断向前推进直至整个反应器。
自1972年Chechilo首次发现前端聚合现象,特别是自1990年Pojman发现常压下前端聚合以后,前端聚合迅速成为人们研究的热点[1~4] 。
与传统的聚合方法相比, 前端聚合具有反应时间短、能耗低、污染少和产物性能优异等许多特点。
前端聚合不仅可用于制备聚丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚氨酯[5] 、环氧树脂[6] 等单组分材料,用于制备高分子掺合物[7] 、高分子接枝物[8] 、互穿高分子网络[9] 等复合材料以及杂化材料[10]、功能梯度材料[11~12] 、热致变色材料[13] 等功能材料的研究也迅速取得进展。
聚氨酯-丙烯酸酯共聚物具有硬度高、柔韧性好、耐擦拭等特性,作为新型的复合材料在航空和汽车工业中有重要应用。
典型实验过程如图1所示。
图1 前线聚合典型示意图(下行前线) 前端聚合所需的外供能量是短暂一次性的,聚合启动后即可停止供热,在聚合反应过程中不需要外加热源来维持整个体系的聚合,具有可控性,且聚合反应时间较短、节能、无污染,是一种新型的聚合手段,近年来逐渐应用到工业化生产,显示出较高的应用价值。
1.2 前端聚合反应机理 前端聚合的机理模式较多,包括典型的链式聚合与逐步聚合,原理上,只要单体聚合释放的热能可促进剩余单体聚合,都可以进行前端聚合。
但比较常见、研究最多的是自由基聚合的前线聚合体系。
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