嵌段共聚物又稱鑲嵌共聚物，是將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的聚合物鏈段連在一起制備而成的一種特殊聚合物。具有特定結(jié)構(gòu)的嵌段聚合物會(huì)表現(xiàn)出與簡(jiǎn)單線形聚合物，以及許多無規(guī)共聚物甚至均聚物的混合物不同的性質(zhì)，可用作熱塑彈性體、共混相容劑、界面改性劑等。該產(chǎn)品廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)藥、建筑、化工等各個(gè)領(lǐng)域。
下面小編簡(jiǎn)單介紹一下嵌段共聚物的幾種制備方法，如下所示：
1、活性聚合
活性聚合可以得到分子量分布很窄的聚合物，是控制聚合物分子量和分子量分布理想的方法。通過活性聚合還可以獲得預(yù)定結(jié)構(gòu)和序列的嵌段共聚物、接枝共聚物及結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的聚合物。Szwarc通過對(duì)苯乙烯、異戊二烯等非ji性共扼單體進(jìn)行陰離子聚合實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了陰離子聚合為無終止、無鏈轉(zhuǎn)移的反應(yīng)，從而提出了活性聚合和活性聚合物的概念，即快引發(fā)、慢增長(zhǎng)、無終止和鏈轉(zhuǎn)移的聚合過程為活性聚合?；钚跃酆戏椒ǖ陌l(fā)現(xiàn)大大地推動(dòng)了整個(gè)聚合化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)高分子聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如嵌段、接枝等)提供了新的途徑。這種方法不僅可以大大改善聚合物的物理和化學(xué)性能，而且也拓寬了高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
活性陰離子聚合
Szwarc等報(bào)道了以THF作溶劑，萘鈉引發(fā)的苯乙烯陰離子聚合，在無水、無氧、無雜質(zhì)、低溫條件下，不存在任何鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，得到的聚合物溶液在高真空條件下低溫存放數(shù)月，其活性種濃度仍保持不變。若再加入苯乙烯，聚合反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，得到更高分子量的聚苯乙烯。若加入第二種單體，可得到嵌段聚合物。這種方法的局限性在于使用的單體數(shù)量有限，而且必須考慮兩種單體的相對(duì)反應(yīng)性，另外此法對(duì)含有羥基、氨基、羰基等功能基團(tuán)的單體，往往會(huì)與引發(fā)劑或活性鏈發(fā)生副反應(yīng)而很難聚合，對(duì)于這類單體則需要對(duì)官能團(tuán)進(jìn)行保護(hù)。此外，陰離子聚合因帶負(fù)電荷的親核試劑反應(yīng)活性非常高，聚合過程必須嚴(yán)格的無水，無雜質(zhì)，對(duì)反應(yīng)條件要求非常高，與非ji性單體相比，ji性單體難于實(shí)現(xiàn)陰離子聚合，這些都大大地限制了陰離子聚合的應(yīng)用范圍。
活性陽離子聚合
陰離子活性聚合提出后的30年間，烯類單體的活性聚合一直局限于進(jìn)行陰離子聚合，直到Higoshimura和Sawamoo*報(bào)道了烷基乙烯基醚的活性陽離子聚合。緊隨其后，F(xiàn)aust和Kennedy實(shí)現(xiàn)了異丁烯的活性陽離子聚合?；钚躁栯x子聚合被廣泛地應(yīng)用到合成具有精確結(jié)構(gòu)的均聚物和嵌段共聚物，推動(dòng)了活性聚合技術(shù)的迅速發(fā)展。在聚合過程中不存在單體的鏈轉(zhuǎn)移和不可逆的鏈終止是陽離子聚合的一個(gè)明顯特點(diǎn)。例如,結(jié)合活性陽離子聚合方法和其他活性聚合方法是合成聚異丁烯基體嵌段共聚物的有效的途徑。與其它方法相比，陽離子活性聚合的優(yōu)點(diǎn)在于它的高嵌段效率(即無均聚物生成)，并能容易地控制鏈段長(zhǎng)度與聚合產(chǎn)物的分子量分布[6]。但是陽離子聚合的反應(yīng)條件同樣要求嚴(yán)格的無水無雜質(zhì)。此外，可進(jìn)行此反應(yīng)的單體也不多，使其應(yīng)用受到了一定的限制。
基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合
杜邦公司首先報(bào)道了基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合，這種方法是以硅烷基烯酮酯類的化合物作為引發(fā)劑，在適當(dāng)?shù)挠H核催化劑的存在下，在室溫下引發(fā)丙烯酸酯類單體聚合。
雖然這類聚合反應(yīng)存在鏈終止反應(yīng)，但相對(duì)于增長(zhǎng)反應(yīng)，鏈終止反應(yīng)可以忽略不計(jì)，因此，它仍能制得各種結(jié)構(gòu)規(guī)整、分子量可控、分散系數(shù)較低的聚合物。目前，基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合反應(yīng)僅適用于α，β-不飽和酯、酮、酞胺和氰，如(甲基)丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺等，這其中以甲基丙烯酸甲酯的聚合活性最大?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移聚合的聚合速率適中，具有活性聚合的全部特征，可進(jìn)行分子量調(diào)節(jié)和聚合物的分子設(shè)計(jì)。與陰離子活性聚合相比，此法可在室溫附近(20~70℃)進(jìn)行。但由于適用范圍不廣，通過基團(tuán)轉(zhuǎn)移活性聚合來合成嵌段共聚物具有一定的局限性。
可控/活性自由基聚合
陰離子、陽離子活性聚合能較好的控制鏈增長(zhǎng)。長(zhǎng)期以來，人們一直渴望這種控制反應(yīng)能夠在自由基聚合中實(shí)現(xiàn)，既保持離子型活性聚合的控制反應(yīng)能力，又能夠保持自由基聚合自身的*性。相對(duì)其它聚合方式，自由基聚合具有明顯的優(yōu)勢(shì)：可選擇的單體種類多；自由基聚合反應(yīng)條件溫和，對(duì)單體純度和環(huán)境要求相對(duì)較低?？煽鼗钚宰杂苫夹g(shù)的出現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)自由基聚合反應(yīng)的可控性開辟了道路，并已成為當(dāng)今高分子化學(xué)界的研究熱點(diǎn)。增長(zhǎng)自由基和休眠種之間的交換可能是所有活性自由基聚合體系重要的特點(diǎn)。
2、其它方法
?、盘厥庖l(fā)劑法：雙功能引發(fā)劑先后引發(fā)兩種單體聚合，可用來制備嵌段共聚物。例如含有偶氮和過氧化酯類雙功能引發(fā)劑，在適當(dāng)溫度下下，先由偶氮分解成自由基，引發(fā)苯乙烯聚合，經(jīng)偶合終止成帶有過氧化酯端基的聚苯乙烯。然后加入胺類，使過氧化酯端基分解，就可以使甲基丙烯酸甲酯繼續(xù)聚合成ABA型嵌段共聚物。
?、屏瘜W(xué)方法：兩種聚合物共同塑煉或在濃溶液中高速攪拌，當(dāng)剪切力大到一定程度時(shí)，兩種主鏈將斷裂成兩種鏈自由基，交叉偶合終止就成為嵌段共聚物，但是產(chǎn)物中免不了混有原來兩種均聚物。
?、强s聚反應(yīng)：通過縮聚中的交換反應(yīng)的方法制備嵌段聚合物，例如羥端基聚苯乙烯和羧端基的聚丙烯酸酯類進(jìn)行酯化反應(yīng)，可得嵌段共聚物。但是大分子直接的反應(yīng)一般效率較低，所得到的產(chǎn)物包含一定量的未參與反應(yīng)的均聚物，因此縮聚反應(yīng)具有一定的局限性。
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