聚合物凝胶和网络是交联的三维材料，可以可逆地吸收溶剂并保持其形状。已有许多工作致力于理解大分子、纳米分子和宏观尺度的凝胶化过程和结构。事实上，网络结构与材料特性密切相关。因此，了解合成方法对网络架构和最终材料特性的影响至关重要。八十年前，Flory 和Stockmayer 提出了第一个凝胶理论。最近，理论改进已经超越了 Stockmayer/Flory 方法。 然而，这些理论包括两个理想化的假设。首先是单体和交联剂的同等反应性 。此外， 该理论假设了一个均质、完美的网络结构，没有分子间环化或悬链等缺陷 。进一步的研究集中在开发一个内聚理论，该理论解释了合成参数，如溶剂效应、聚合方法或网络缺陷。特别是，合成技术的选择可能对 3D 网络结构产生重大影响，无论是逐步增长聚合、链增长聚合、点击链接反应等。例如，半间歇式单体添加方法可有效减少网络形成过程中的环路缺陷数量。另一种避免拓扑缺陷的方法是将预先合成的定义明确的星形聚合物的链端偶联起来。
美国迈阿密大学 与 卡内基梅隆大学 合作 通过ATRP 和 RAFT 合成聚合物网络，以评估可逆失活自由基聚合方法的选择是否影响了材料在分子或本体性能水平上的特性 。由于 ATRP 的控制是通过小分子催化剂与聚合物链端的相互作用获得的，而不是两个聚合物链端之间的退化转移，因此 ATRP 可以导致更好的控制网络，特别是在凝胶化后。RAFT 和 ATRP 都比相应的 FRP 工艺提供更好的受控材料。一般而言，RAFT 以较高的凝胶分数达到较高的转化率。 分子特性表明，在较低的目标链长度（100 或 200 个单元）下，对主聚合物链长和主链分散性的控制差异相对较小 。然而， ATRP 在500个单位的较长主链长度下提供了更好的受控聚合物 。RAFT 和 ATRP 网络都比它们的传统自由基类似物溶胀到更大程度， ATRP在更长的主链长度和更低的交联密度下提供更高的溶胀率 。流变分析表明两种材料相似，尽管 RAFT 提供了具有更高弹性模量的材料，这与 RAFT 中更高的转化率和更低的溶胶分数一致。 总体而言，RAFT 和 ATRP 形成的材料在较低的链长下具有相似的特性，ATRP 似乎在更长的链长下产生稍微更好的特性 。RAFT 和 ATRP 中的控制可能是通过可溶性组分，包括 ATRP 中的小分子催化剂和 RAFT 中的可溶性聚合物部分（溶胶）。
图 1.在溶胶和凝胶阶段合成网络的 ATRP 和 RAFT 聚合之间的假设差异取决于链长。
相关论文以题为 Are RAFT and ATRP Universally Interchangeable Polymerization Methods in Network Formation? 发表在《 Macromolecules 》上。 通讯作者 是 美国迈阿密大学的 Dominik Konkolewicz 与 卡内基梅隆大学的 Krzysztof Matyjaszewski 。
参考文献：
doi.org/10.1021/acs.macromol.1c01587
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
