1、全國三等獎作品序號： 編碼： 第十屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽作品申報書 作品名稱： 超臨界co2介質中活性可控聚合的研究 學校全稱： 華東理工大學 申報者姓名 （集體名稱）： 趙鎮，潘鐿，努爾西達普拉提，何洪波 類別：自然科學類學術論文哲學社會科學類社會調查報告和學術論文科技發明制作a類科技發明制作b類報送方式：省級報送作品高校直送作品a2申報者情況（集體項目）說明：1.必須由申報者本人按要求填寫； 2.申報者代表必須是作者中學歷最高者，其余作者按學歷高低排列； 3.本表中的學籍管理部門簽章視為對申報者情況的確認。申報者代表情況姓名趙鎮性別男出生年月1985年10月學校華東理工

2、大學系別、專業、年級理工優秀生部 高分子材料專業 04級學歷本科在讀學制4入學時間2004年9月作品名稱超臨界co2介質中活性可控聚合的研究畢業論文題目通訊地址略去郵政編碼200237辦公電話略去常住地通訊地址略去郵政編碼200237住宅電話略去其他作者情況姓 名性別年齡學歷所在單位潘 鐿男22本科華東理工大學 理工優秀生部努爾西達普拉提女21本科華東理工大學 理工優秀生部何洪波女21本科華東理工大學 材料科學與工程學院資格認定學校學籍管理部門意見以上作者是否為2007年7月1日前正式注冊在校的全日制非成人教育、非在職的高等學校中國籍專科生、本科生、碩士研究生或博士研究生。是 否 （部門簽章）

3、年 月 日院、系負責人或導師意見本作品是否為課外學術科技或社會實踐活動成果。是 否負責人簽名：年 月 日b1申報作品情況（自然科學類學術論文）說明：1必須由申報者本人填寫；2本部分中的科研管理部門簽章視為對申報者所填內容的確認；3作品分類請按作品的學術方向或所涉及的主要學科領域填寫；4碩士研究生、博士研究生作品不在此列。作品全稱超臨界co2介質中活性可控聚合的研究作品分類（e） a機械與控制（包括機械、儀器儀表、自動化控制、工程、交通、建筑等）b信息技術（包括計算機、電信、通訊、電子等）c數理（包括數學、物理、地球與空間科學等）d生命科學（包括生物、農學、藥學、醫學、健康、衛生、食品等）e能源

4、化工（包括能源、材料、石油、化學、化工、生態、環保等）作品撰寫的目的和基本思路本研究的目的是在超臨界co2這一“綠色”介質中實現丙烯酸氟烷基酯的raft活性可控聚合，制備出分子量和結構均可控、表面性能優異的新型含氟嵌段共聚物，并進行該類含氟嵌段共聚物的應用探索?；舅悸罚? 由于環境友好的超臨界co2對含氟聚合物具有良好的溶解性，因此本研究將其作為的“綠色”反應介質，替代嚴重破壞大氣臭氧層的傳統氯氟烴溶劑，制備出高品質的含氟聚合物材料。2 結合最新發展的活性可控自由基聚合技術，根據材料的性能要求，可以設計合成出分子量和化學結構均同時可控的新型含氟嵌段共聚物。3 根據嵌段共聚物的結構特點，開發其

5、用途。具體包括：a. 利用嵌段共聚物中含氟鏈段親超臨界co2，而不含氟鏈段親不含氟聚合物的特點，將嵌段共聚物用于其它不含氟單體在超臨界co2中聚合的分散穩定劑，從而促進不含氟單體超臨界聚合技術的發展。b. 選擇適當的溶劑，利用聚合物兩種鏈段溶解性的差異使之在成膜時形成一些微納米復合的粗糙結構，同時通過溶劑控制使含氟鏈段富集在聚合物膜的表面，最終可以獲得表面性能優異的新型材料。作品的科學性、先進性及獨特之處科學性與先進性：本研究首次在超臨界co2這一“綠色”介質中實現丙烯酸氟烷基酯類單體的raft活性可控聚合，制備了出幾類分子量和結構可控的新型丙烯酸氟烷基酯三嵌段共聚物，并對材料的結構與性能進行

6、了系統的研究。本研究是一個涉及高分子化學和化學工程的交叉學科，具有很好的基礎理論研究意義和實際應用價值，其特色在于：1 本研究結合了超臨界流體技術和活性聚合技術兩大高分子領域的重要的研究熱點，在超臨界co2這一綠色介質中，通過raft活性可控自由基聚合方法，成功地制備了分子量和結構可控的丙烯酸氟烷基酯的均聚物和嵌段共聚物，研究具有很好的理論意義和實際應用價值。2 本研究首次在超臨界co2這一綠色介質中實現了含氟單體的raft聚合，并首次制備了一種新型的含氟三嵌段共聚物，因此本研究是對活性自由基聚合技術的又一重要補充和發展，具有很好的創新性。3 本研究成功實現了對嵌段共聚物的分子結構和分子量的可

7、控調節，對于開發高品質、高性能、無污染的新型含氟材料具有重要意義。4 利用所制備的含氟嵌段共聚物的結構特點，開發了其作為超臨界聚合分散穩定劑和超疏水表面制備兩方面的用途，其方法和結果均具有創新性和先進性。5 本研究采用多種表征手段對所制備的嵌段共聚物的分子量、化學結構和材料性能進行了系統研究，并揭示了材料結構和性能的關系，具有很好的理論性和科學性。作品的實際應用價值和現實意義本課題的研究內容涉及了高分子化學和化學工程兩個領域，其結果具有很好的理論研究意義和實際應用價值，其意義在于：1 以超臨界co2作為分散介質進行丙烯酸氟烷基酯的聚合反應，替代了傳統的有機溶劑，減少了有機物的使用和回收，特別是

8、大大降低了氯氟烴等的揮發對環境造成的污染；同時原料co2來源于石化工業的副產物，并很容易循環使用，同樣減少了溫室氣體的排放，這在環境日益污染和全球氣候變暖的今天，是十分必要和有意義的；2 co2的臨界溫度和壓力較低（31，7.4 mpa）,超臨界狀態容易實現，聚合方法簡便，產物易純化且無溶劑殘留，具有很好的工業應用前景。3 首次在超臨界co2中實現了丙烯酸氟烷基酯的raft活性聚合，該活性聚合技術適用單體廣，實施簡便，具有很好的工業化前景。4 在超臨界co2中通過raft聚合方法制備了結構可控的新型含氟嵌段共聚物，并開發了該嵌段共聚物的兩種新用途，對于新材料的開發和應用具有重要意義。5 利用所

9、制備的含氟嵌段共聚物的特性將其應用作為其它不含氟單體超臨界聚合的分散穩定劑，有效提高了其它單體超臨界聚合的轉化率，并成功制備了具有較高分子量和較規則形狀的聚合產物，對于不含氟單體在超臨界co2的分散聚合的研究和工業應用具有促進作用。6 利用所制備的含氟嵌段共聚物兩段溶解性的差異，在適當的溶劑中使共聚物中不含氟鏈段團聚成核，而含氟鏈段富集在表面，從而形成了表面能更低的表面粗糙結構，獲得了非常好的疏水疏油效果，進一步提高了材料的表面性能。7 當氟聚合物作為防腐抗污材料使用時，可以以含少量氟單體的嵌段共聚物代替高含氟聚合物材料，使用性能不下降的情況下可以大大降低材料的成本。本研究在超臨界co2中進行

10、丙烯酸氟烷基酯的raft聚合，制備結構和性能可控的新型含氟聚合物材料，對于環境保護和含氟材料的發展均具有重要意義。學術論文文摘超臨界co2是一種環境友好的綠色溶劑，對于含氟聚合物的制備和應用具有重要意義。本論文在超臨界co2介質中進行了丙烯酸氟烷基酯的raft活性聚合，設計合成了一系列分子量和結構可控的丙烯酸氟烷基酯的均聚物和嵌段共聚物。紅外吸收光譜、凝膠滲透色譜、核磁共振譜以及氟元素分析等表征結果表明所合成的聚合物具有預期結構。本論文還對所合成的丙烯酸氟烷基酯嵌段共聚物的應用進行了探索，研究發現該嵌段共聚物可以作為普通單體超臨界聚合分散穩定劑，使其聚合轉化率和產物分子量明顯提高，且產物形狀規

11、則，粒徑較均一,此結果對于超臨界聚合技術的發展具有很好的促進作用。本論文還利用嵌段共聚物兩段溶解性的差異，制備出了氟元素富集于表面的具有微納米復合結構的粗糙表面，該表面具有非常良好的疏水和疏油效果。作品在何時、何地、何種機構舉行的會議上或報刊上發表及所獲獎勵1. 粟小理，李慧，李欣欣，王康，趙鎮，韓哲文，“丙烯酸氟烷基酯乳液聚合的研究”，有機氟工業，2006，3，3-72. 李慧，韓哲文，粟小理，趙玲，朱靈運，李斌，趙鎮，“制備含氟嵌段共聚物的方法”，國家發明專利，申請號：200710040851.9。3. 李慧，趙鎮，粟小理，趙玲，努爾西達普拉提，韓哲文，“丙烯酸氟烷基酯在超臨界co2中的r

12、aft聚合”，2007全國高分子學術論文報告會，（2007年10月，成都），已接受。4. hui li, xiaoli su, yu fan, zhen zhao, yi pan，ling zhao, pingping wu and zhewen han, “novel fma/mma/fma triblock copolymers prepared by raft polymerization in supercritical co2” , submitted to macromolecular rapid communication. 5. 2007年4月 本作品獲得 華東理工大學第七屆“

13、奮進杯”大學生課外學術科技作品競賽 一等獎鑒定結果 無請提供對于理解、審查、評價所申報作品具有參考價值的現有技術及技術文獻的檢索目錄1 j. l. kendall, d.a. canelas, j. m. desimone, polymerizatin in supercritical carbon dioxide. chemical reviews. 1999, 99 (2): 543-5632 j. m. desimone, z. guan, c.s. elsbernd, synthesis of fluoropolymers in supercritical carbon dioxide

14、. science, 1992, 257(5072): 945-9473 j. m. desimone, e. e. maury. dispersion polymerizations in supercritical carbon dioxide. science, 1994, 265(5170): 356-3594 a. goto, k. sato, y. tsujii, et al, mechanism and kinetics of raft-based living radical polymerizations of styrene and methyl methacrylate.

15、 macromolecules. 2001, 34(3): 402-4085 j. chiefari, y. k. chong, f. erole et al. living free-radical polymerization by reversible addition-fragmentation chain transfer: the raft process, macromolecules , 1998, 31, 5559-5562;6 潘景云，何軍坡，姜洪進等，基于raft過程的mma可控自由基聚合及嵌段共聚物的合成. 高等學?；瘜W學報, 2004, 25, 175917647 王

16、國建，高分子合成新技術，化學工業出版社，20048 r. k. bai, y. z. you, c. y. pan, 60co -irradiation-initiated “living” free-radical polymerization in the presence of dibenzyl trithiocarbonate, macromolecular rapid communications, 2001, 22, 315-3199 張兆斌，應圣康，活性自由基聚合研究的新動態可逆加成斷裂鏈轉移自由基聚合，合成橡膠工業，1999.22(3):135139；10 feng l.，le

17、i jiang et al，creation of a superhydrophobic from an amphiphilic polymer，angew. chem. int. ed.，2003，42（7）：800申報材料清單（申報論文一篇，相關資料名稱及數量）1. 申報論文 1篇“超臨界co2介質中活性可控聚合的研究”，研究論文2. 專利 1項“制備含氟嵌段共聚物的方法”，國家發明專利3. 已發表的論文 1篇 “丙烯酸氟烷基酯的乳液聚合”，期刊論文科研管理部門簽章情況屬實，同意推薦2007年6月12日c.當前國內外同類課題研究水平概述說明：1.申報者可根據作品類別和情況填寫； 2.填寫此

18、欄有助于評審。隨著科學技術的不斷進步，人們對環境問題越來越關注，而污染大戶化學化工企業，也迫切需要大力研究與開發減少和消除污染的綠色化學。超臨界co2是聚合反應中傳統有機溶劑的理想替代品。超臨界co2尤其適合含氟聚合物的制備，通常含氟聚合物的合成往往采用氯氟烴（cfc）為溶劑，然而cfc對大氣的臭氧層產生破壞而被禁止排放了，而含氟聚合物在超臨界co2卻有著異常良好的溶解性，因此采用超臨界co2作為環境友好的綠色溶劑來合成氟聚合物具有重要意義。目前傳統溶劑中的自由基聚合在工業上仍是聚丙烯酸氟烷基酯的主要聚合方法，而近期發展起來的活性聚合是合成具有特定結構和性能的聚合物的最有效手段，方便于對聚合物

19、進行精密分子設計，控制聚合物的化學結構，制備具有預期的分子結構、分子量及分子量分布的單分散性聚合物。其中可逆加成-斷鏈轉移（raft）自由基聚合反應由于適用單體范圍廣、聚合溫度低、可通過本體、溶液、乳液、懸浮等多種方法實現而成為最具有工業化前景的活性可控自由基聚合。但是目前含氟單體raft聚合的報道幾乎沒有，這可能和含氟單體及聚合產物在通常有機溶劑中溶解性差有關系。含氟單體和聚合物在超臨界co2具有良好的溶解性，1992年美國北卡羅萊納大學的desimone教授等人以偶氮二異丁腈(aibn)為引發劑，首次在超臨界co2中合成了具有較高分子量的聚,1-二氫全氟代辛基丙酸酯，之后以超臨界co2作為

20、綠色反應介質進行各種類型的聚合反應成為化學和化工領域的研究熱點。目前這方面的研究主要集中在兩個方面，一是含氟單體在超臨界co2中的均相溶液聚合的研究，二是加入一些含氟或含硅的嵌段共聚物作為分散穩定劑，來實現不含氟單體在超臨界co2中的聚合。而作為分散穩定劑的含氟嵌段共聚物多是在溶液中通過atrp方法制備的。目前超臨界中活性聚合的報道很少，其中一篇是用atrp方法制備含氟嵌段共聚物，但該方法一是要合成特殊的含氟配位劑，二是需引入銅鹽，而這將對產物的色澤和品質產生不良影響。而超臨界co2中raft聚合尚無文獻報道，而該方法出了硫代碳酸酯作為raft試劑外無需添加其它助劑，產品的品質和色澤均佳，因此

21、其研究具有較好的理論研究意義和實際應用價值。另外本研究還利用嵌段共聚物各鏈段溶解性的不同，使其在溶液中成膜時形成了一些具有微米納米復合的粗糙表面結構，從而使材料具有更加優異的表面性能。而這類微納米表面的制備與表征則是近幾年來國內外的研究熱點。d.推薦者情況及對作品的說明說明：1由推薦者本人填寫； 2推薦者必須具有高級專業技術職稱，并是與申報作品相同或相關 領域的專家學者或專業技術人員（教研組集體推薦亦可）； 3推薦者填寫此部分，即視為同意推薦； 4推薦者所在單位簽章僅被視為對推薦者身份的確認。推薦者情況姓 名韓哲文性別男年齡67職稱教授工作單位華東理工大學通訊地址上海市徐匯區梅隴路130號華東理工大學材料科學與工程學院郵政編碼200237單位電話略去住宅電話略去推薦者所在單位簽章 （簽章） 年 月 日請對申報者申報情況的真實性作出闡述 申報者的申報情況屬實。該作品是理工優秀生部和材料學院的四名同學共同完成的，該研究得到了李慧副教授的指導，研究論文數據可靠，結論正確。請對作品的意義、技術水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價 申報作品進行的是含氟嵌段共聚物的合成，采用超臨界co2作為反應介質解決了含氟材料難溶的問題，并通過raft活性聚合成功組建了高分子的結構，并成功實現了含氟材料的化學構建和物理組裝，從而制備了高品質的材料。研究結果具有很好的創新性和先進性，對于高