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摘 要

以甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体，碘仿为链转移剂，用等离子体直接处理MMA单体气氛，在气相中产生自由基，引发MMA单体进行碘参与的衰减链转移聚合，然后对聚合反应的动力学及反应机理进行了研究。用阻聚剂DPPH捕捉等离子体引发的自由基，确定放电功率与自由基浓度存在线性关系。同时考察了等离子体引发聚合对聚合反应速率、聚合物分子量及分子量分布的影响，发现放电功率在20 W时，展现了长寿命的等离子体聚合特征，所求得的k_p值远小于普通自由基的数值。当功率升高时，聚合速率会不断变大，聚合体系逐渐发生链转移反应，通过GPC分析，表明功率升高后且聚合反应到达一定程度后，等离子体产生的自由基直接引发聚合对反应的影响会越来越小。

关键词：碘仿；衰减链转移聚合；等离子体引发聚合；聚合动力学

Kinetics of the Degenerative Transfer Polymerization on the basis of Transfer Agent of Iodoform

ABSTRACT

With methyl methacrylate (MMA) as monomers, iodoform as chain transfer agent, using plasma to deal directly with atmosphere of MMA monomer, generation of free radicals in the gas phase, The degenerative transfer polymerization of MMA monomer was initiated, then the kinetics and reaction mechanism of polymerization were studied. Using inhibitor DPPH to capture the free radicals induced by plasma, the existence of a linear relationship between the discharge power and the free radical concentration. The effects of plasma initiated polymerization on the polymerization rate, molecular weight and molecular weight distribution were also investigated, It is found that the discharge power in 20W shows the characteristics of long lifetime plasma polymerization.The obtained k_p value is much less than that of the ordinary radical. When the power is raised, the polymerization rate will continue to be large, and the polymerization system will gradually transfer the chain transfer reaction, Through the GPC spectrum, it is showed that the free radical polymerization will be less and less affected by the free radical polymerization after the polymerization reaches a certain degree.

Key words: iodoform; degenerative transfer polymerization; plasma-initiated polymerization; polymerization kinetics

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 等离子体引发聚合 1

1.1.1 等离子体引发聚合概述 1

1.1.2 等离子体引发聚合的方法 1

1.1.3 影响等离子体引发聚合的因素 1

1.1.4 等离子体引发聚合装置及过程 1

1.1.5 等离子体引发聚合研究与应用 2

1.1.6 等离子体引发聚合原理 3

1.2 碘参与的衰减链转移聚合 4

1.2.1 概述 4

1.2.2 衰减链转移聚合（DT）的研究发展 4

1.2.3 衰减链聚合（DT）机理 5

1.2.4 衰减链转移聚合（DT）的主要特点 6

1.2.5 衰减链转移聚合（DT）动力学研究 7

第二章 实验与表征 8

2.1 实验部分 8

2.1.1 实验原料 8

2.1.2 实验仪器 8

2.1.3 等离子体引发MMA聚合 8

2.1.4 等离子体引发MMA聚合实验步骤： 9

2.1.5 测定放电完成的MMA气氛中自由基含量 10

2.2 测试与表征 11

2.2.1 单体转化率的测定 11

2.2.2 分子量及分子量分布测试 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 等离子体气氛中的自由基量 12

3.2 聚合动力学 13

3.3分子量及分子量分布 15

3.4 分子链数目 18

第四章 结论 20

参考文献 21

致谢 23

第一章 绪论

1.1 等离子体引发聚合

1.1.1 等离子体引发聚合概述

等离子体引发聚合^[1]是这些年出现的一种新型的聚合方法，其定义是单体经过等离子体辉光生成大量自由基，利用这些自由基二次引发单体进行聚合。其主要特点如下：

（1）以等离子体为引发能源，无污染，也不用外加任何引发剂，得到的聚合物纯净，后处理简便；

（2）后聚合反应在凝固相中进行，得到具有线性结构的超高分子量的聚合物；

（3）聚合过程中出现一些独特的现象，比如对单体较高的选择性；

（4）聚合过程展现长寿命特征。

1.1.2 等离子体引发聚合的方法

等离子体的产生方法有以下几种：辉光、微波、电晕、射频放电等等。目前辉光放电最普及的一个方法，其原因是放电所需要的电压较低，容易实现。

1.1.3 影响等离子体引发聚合的因素

①放电功率：开始时，聚合速率会不断随着功率的升高而增大，但当功率达到一定程度时，速率不再增加；

②放电时间：聚合速率会随着时间的延长而增大，一段时间后，速率会达到一个饱和状态；

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