微波辐射用于聚合反应的研究进展

微波辐射用于聚合反应的研究进展

摘要：在高分子化学的研究中微波辐射应用范围越来越广，并且效果也很明显，相比于常规加热形式，它能使反应时间缩短，使反应产率得到提升，使能源损耗得到节省，并且所制造出来的产物性能也非常好。最近几年，随着微波辐射越来越多的在聚合反应中得到应用，文章就其应用研究进展进行了大致论述。

关键词：微波辐射聚合反应研究进展

一、微波辐射在天然高分子中的应用

微波萃取不但能确保分析对象不改变其化合物形态，并且此种萃取方式还具有溶剂用量少、萃取时间短、投资少、效率高等一系列的优点。林棋等人使用微波萃取花生壳中的天然黄色素，同时初步研究色素稳定性。对花生壳中黄色素采取微波萃取的方式，具有溶剂用量少、提取率高、时间短等优点。

作为天然的高分子物质，因为甲壳素的分子链呈现出束状微晶体的形式，并且分子间有氢键，致使其化学反应速率很低。为使其化学反应活性得到提升，郭国瑞等运用微波辐射使甲壳素及其衍生物的反应性和活性得到极大提升，使羧甲基化反应和脱乙酰基反应的速率加快，并且所形成分子链也很少出现降解。在微波辐射作用下，关丽等人在氯乙酸的作用下对壳聚糖实行了化学改性，对微波辐射加热作用下的反应温度、时间、投料比等对羧甲基壳聚糖粘度和产率形成的影响进行了一番探讨，并将最佳实验条件得出。

二、微波辐射下制备单分散聚合物

murray等人在密闭容器中使用微波辐射方式对均分散胶体的高

分子微球加以制备，使其反应的时间由传统加热的六小时缩短到了一小时之内，并且制备出来的微球具有很好的单分散性。张文敏等在微波辐射作用下，以十六醇作为助稳定剂，以聚乙烯吡咯啉酮作为稳定剂，以偶氮二异戊酸作为引发剂，以无水乙醇作为分散介质，合成了大粒子的聚苯乙烯，并在透射电镜下对粒子的大小和形状进行观察，最终制备出单分散的聚苯乙烯微球，同时就引发剂浓度对聚合物颗粒的直径分布以及直径所形成的影响进行了探讨。

在微波辐射作用下，包建军等人通过聚合mma无乳化剂的乳液，将粒径超细、单分散的pmma制备出来。通过微波辐射能使聚合诱导期得到极大的缩短，使聚合反应的速度加快，从而使反应活化能明显降低。在微波辐射作用下，唐业仓等人对阳离子自由基加以利用，以水和丙酮作为分散介质，进而引发aiba、st、mma的共聚，最终合成带正电的纳米共聚物粒子。通过增加mma和引发剂浓度，发现粒子水化半径在慢慢变小，粒径的分散系数在逐渐增大，mma 或引发剂的浓度也在增加，粒子分散系数在逐渐增大，粒子平均水化半径在减小。

三、微波辐射下反应动力学和聚合反应机理的研究

现如今，在对微波聚合进行研究时，其研究重点主要集中在实验事实积累，而在反应动力学和反应机理方面所进行的研究还非常少，并且也不够深入。路建美等人对乙醇中自由基捕捉剂、溶剂n、1- 二苯基-2-dpph加以利用，验证该反应是否属于自由基历程。对

单体和载体混存体系进行研究，最终结果表明，在微波辐射作用下，可引发共聚反应，并且与自由基的机理相符，载体能对自由基生成起到促进作用。

在微波辐射作用下，黄梅芳等人以过硫酸钾作为引发剂，十二烷基硫酸钠作为乳化剂，让n-马来酰亚胺微乳液发生聚合反应。最终结果表明微波辐射能使聚合反应能力得到提升，并得出乳化剂浓度、引发剂浓度等对聚合速率会产生一定影响。

科采取微波辐射加热为反应提供所需热量，并以辛酸亚锡甲苯溶液作为催化剂，以丙交酯作为原料，展开丙交酯的开环聚合反应，对聚乳酸微波辐射的合成工艺展开了研究，对聚乳酸合成受反应时间以及微波功率的影响进行考察。在微波功率一定的情况下，聚乳酸产物的相对分子受反应时间的影响有最佳值，假如时间太长，便会使聚乳酸相对分子的质量下降，造成这一情况产生的原因可能是长时间高温下聚乳酸出现链断裂情况。此外，如果微波的功率越大，那么其反应时间也就越长，其产物颜色也就越深。

四、微波辐射下合成功能高分子

1.磁性高分子

在微波辐射作用下，包建军等人对三价和二价铁离子的水解过程进行了研究，在微波辐射下其能快速成核，并且体系温度的提升很均匀，铁盐水解速度加快，对小粒径分散以及铁磁粒子的形成非常有利，微波可使铁磁粒子直径减少。铁磁粒子表面性质可以使用酒石酸二丙烯酸酯来加以改变，并建立起无机相和有机相彼此间的

连接，让无乳化剂能实现分散聚合和乳液聚合，从而制备出高分子磁性微球。

2.高吸水树脂

采用传统方式进行高吸水树脂的合成需要消耗大量的能量和时间，而在微波辐射下制备高吸水树脂，其聚合效率和时间都得到了极大的提升。王丕新等在微波辐射下，采用过硫酸铵作为引发剂、n-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，对淀粉接枝丙烯酸盐的共聚展开了系统研究，所合成的树脂呈粉末状，并且吸水率要明显高于传统化学方式合成的树脂。

3.医用高分子

医用高分子最主要用于制造高分子的生物材料、体外用器具、高分子药物。nishii在微波辐射加热作用下，运用树脂材料合成假牙。c-plaia等在微波辐射和常规作用下进行聚丙烯树脂的合成，对微波加热作用下成品性能进行对比，对不同能量微波下，其对聚丙烯亚基树脂的性质和形态形成的影响进行了研究。nyunus等则在微波辐射作用下，使用尼龙合成用作假牙的树脂复合材料，并且此材料可弯曲。

4.导电高分子

非定域电子化分子轨道间具有很强的相互作用，此时由于载流子的转移和生成非常容易实现，于是便展现出非常强的电学性能，被称之为导电高分子。在微波辐射加热作用下，ocakmak利用2，4，6-三氯苯酚的合成具有导电性这一特性，同时使用电子显微镜、核

磁dsc等进行结构表征，最终发现此种形式下所合成导电高分子要比常规合合成下的更好。

5.光敏高分子

当高分子在吸收光能之后，其结构产生物理或化学变化，这种高分子便被称之为光敏树脂。目前已经可以使用微波在极短的时间内合成可用于非线性的光学器件、色谱分离的手性相等光学材料。此外，还可合成其他功能的高分子，例如具有催化功能的高分子、光电导材料、光学材料等。

五、结语

作为一种高效新型的加热方式，微波辐射对聚合反应研究起到了一定促进作用。但微波的作用机理还不甚明朗，再加上专业化的微波实验装置通常都价格高昂，而绝大部分聚合反应所用微波装置都是家用微波炉改造而来的，此种装置很难对微波加热速率进行严格控制的，所以，对廉价微波实验专用设备予以开发便成为亟待解决的问题之一。