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活性/可控自由基聚合反应工程基础(2009)

时间:2011-02-14 18:00:57   访问次数:1540

项目名称: 活性/可控自由基聚合反应工程基础
奖励类型:
2009年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学一等奖
授予单位: 教育部
项目承担单位:

浙江大学

项目完成人:

罗英武,李伯耿,杨雷,王睿,顾红艳,孙小英

获奖时间: 2009年

 

成果简介:

    活性自由基聚合已被认为是高分子化学领域里程碑式的突破。然而,活性自由基聚合要付之于工业化,必须解决聚合速率慢、可调控的聚合物结构仍然有限、应用前景仍不明朗等问题。我们针对这些问题开展了深入的化学工程基础研究,取得了系列创新性的成果:

    1)进行了有望提高聚合速率并进一步抑制链终止反应的RAFT(细)乳液聚合研究。发现聚合过程中普遍存在乳液失稳、分子量失控、分子量分布偏宽等问题,且现有的理论无法解释;通过化工热力学理论模拟和聚合实验验证,提出了导致这些问题的"超级溶胀"机理和解决的手段,率先实现了稳定、可控、快速的RAFT(细)乳液聚合。

    2)根据化工种群衡算法则,提出了RAFT(细)乳液聚合中乳胶粒内平均自由基数的测算模型,不仅为RAFT(细)乳液聚合提供了提高反应速率的理论基础和技术手段,更首创了一种测定RAFT过程平衡常数的实验方法,为解决RAFT过程的机理之争提供了重要的依据。

    3)率先开展了RAFT和ATRP共聚合动力学与共聚单元序列分布调控的模型与实验研究,首创了一种共聚过程中精密调控共聚单元序列结构的新方法,为梯度可控等新颖结构的共聚物的开发奠定了基础。

    4)原创性地建立了一种RAFT细乳液界面聚合方法,为聚合物纳微胶囊的可控和规模化制备提供更为有效的途径。

    本项目成果已被国际学术同行广泛认同,获Chemical Reviews(IF=23.592)、Prog. Polym. Sci.(IF= 16.819)等刊物综论的大篇幅地正面评述。"超级溶胀"机理被称为“theory”,并载入RAFT聚合和聚合反应工程的国际手册中;平均自由基数和RAFT平衡常数测定的论文在Macromolecules 2006年Most Cited Papers中列第5,被评为第一届"中国百篇最具影响优秀国际学术论文";梯度共聚物、纳微胶囊制备新方法获国际知名专家专文亮点点评。项目在Macromolecules、AIChE J等刊物上发表论文30余篇,SCI正面他引400余次,其中八篇代表性论文(Article)被SCI正面他引123次,受6个重要境外国际会议的邀请作特邀报告,获3项发明专利授权。

     本项目获2009年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学一等奖。