无金属ATRP调控的聚合物分子刷及其润湿性研究

摘要

针对传统表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)中存在的金属催化剂残留及基底适用性受限的问题，提出了一种基于聚多巴胺辅助的表面引发无金属ATRP(metal-free ATRP)新策略，旨在实现基体表面的可控功能化改性。首先以玻璃片为基底，通过多巴胺的自聚反应形成聚多巴胺(PDA)涂层，再用2-溴异丁酰溴对玻璃片表面进行酰溴化处理，得到溴代的玻璃片(Glass@PDA-Br),以Glass@PDA-Br为引发剂，甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体，在365 nm紫外光照射下进行表面引发的metal-free ATRP聚合。通过X-射线光电子能谱、扫描电子显微镜和凝胶渗透色谱等测试方法对产物进行了表征和分析。结果表明，玻璃片表面成功接枝了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),接枝PMMA后的玻璃片表面接触角达到136.9°,呈现明显的疏水状态；MMA在玻璃表面进行的metal-free ATRP聚合反应具有“活性”/可控自由基聚合的特征。该方法实现了对玻璃表面的可控疏水化改性，将进一步拓宽固体表面功能化改性的途径和无金属ATRP的应用前景。

关键词

无金属原子转移自由基聚合 / 表面引发聚合 / 聚多巴胺 / 酰溴化 / 疏水改性