论文摘要：原子转移自由基聚合法改性苎麻纤维的研究

自从1995年原子转移自由基聚合被发现，人们对原子转移自由基聚合在反应动力学和扩展其应用范围方面进行了不断的研究。目前大多数烯烃单体都可以利用这种工艺在“活性”/可控的方式下进行聚合，无法引发的单体主要为乙烯基醋酸类单体和乙烯基氯类单体，并且越来越多的过渡金属如：铜、钌、铁、镍、铑、铼等与不同的配体络合形成的催化剂可用于原子转移自由基聚合。
原子转移自由基聚合是一种新的且有效的聚合方式，此聚合方法是一种分子量可控、分散系数低的新型体系结构。原子转移自由基聚合最先应用于硅、金、二氧化硅的表面接枝。关于利用原子转移自由基聚合向纤维表面接枝的文章很少，戴利等人第一次报道了一种“活性”/可控的新工艺应用于向纤维接枝苯乙烯的方法。原子转移自由基聚合是一种有活力的和通用的技术用于精确的控制分子链长和分布系数。
天然纤维材料在世界范围内的化学和纺织行业具有重要的地位。苎麻（又叫中国草）的主要成分是纤维素，是一种古老的纺织纤维，并且具有高强度、良好的透气性和优良的抗菌性能。但是苎麻纤维在某些性能方面不如合成纤维，因此通过改性苎麻纤维使其克服这些方面的不足引起了人们的关注。由于苎麻纤维的高结晶度和高取向度决定了苎麻纤维的改性是一项具有挑战性的工作。自1995年原子转移自由基聚合方法被发现以来，它作为一种有活力的和通用的技术用于精确的控制分子链长和分布系数在合成接枝聚合物方面被广泛的研究。先前报道的利用原子转移自由基聚合向天然纤维表面接枝并不全面，并且利用滤纸接枝只是作为一种示范的目的，没有任何关于苎麻纤维的接枝共聚的报道。本论文围绕苎麻纤维素，进行了如下研究：
1. 苎麻纤维的接触角为75.9o，疏水性不强，要想提高苎麻纤维的疏水性，我们就需要使一种能够具良好疏水性的物质接枝到苎麻纤维的表面。聚甲基丙烯酸甲酯是一种具有良好疏水性的聚合物，在这里我们利用原子转移自由基聚合方法使甲基丙烯酸甲酯接枝到苎麻纤维表面以改善苎麻纤维的疏水性能。制备大分子引发剂的最佳条件为温度60 ℃、时间为24 h。接枝产物通过傅立叶红外光谱、X-射线衍射、环境扫描电镜、凝胶渗透色谱、热分析进行表征。结果表明聚甲基丙烯酸甲酯接枝到苎麻纤维表面，并且甲基丙烯酸甲酯的聚合反应是“活性”/可控的聚合反应。接触角测定的结果表明苎麻纤维成为高疏水性纤维。
2. 我们以氯化亚铜/1,10-菲咯啉为催化剂通过原子转移自由基聚合使甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝到苎麻纤维表面。结果表明甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝到苎麻纤维表面是一个“活性”/可控的过程。接枝了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的苎麻纤维的晶体结构是纤维素I没有变化，计算002晶面的晶粒大小略有增大。接枝甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的目的是改变苎麻纤维的染色性能，活性染料的上染率随着聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的分子量的增加而增加，上染率要比没有接枝的苎麻纤维高15倍。结果表明聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯上的叔铵基团对带负电荷的染料有良好的固定作用。