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大分子引发剂水相引发丙烯酰胺可控活性自由基聚合
引言
自由基聚合作为一种重要的化学反应过程，在合成聚合物、制备材料等领域中被广泛应用。其中，控制自由基聚合反应的活性是实现精确制备高性能聚合物及其复合材料的关键所在。传统的自由基引发剂普遍具有反应的不可控性和毒性，因此，研究出更加具有可控性和安全性的自由基引发剂是每个聚合学者所追求的目标。
大分子引发剂以其较低的毒性和高的控制活性，成为了自由基聚合反应中广泛应用的一种引发剂，目前在构建生物高分子、制备纳米材料、合成均匀反应物等方面都得到了广泛的应用。本文将对大分子引发剂水相引发丙烯酰胺可控活性自由基聚合反应的研究进行综述。
大分子引发剂的分类
根据其结构和聚合机理的不同，大分子引发剂可以被分为两类：基于自适应掌握聚合的大分子引发体和基于“单分子反应”的大分子引发体。
基于自适应掌握聚合的大分子引发体是由搭配的单元组成，其中，一部分单元提供聚合反应所需的自由基，另一部分单元则担任从反应体系中移除自由基的角色，该过程类似于自由基稳定剂作用。这种引发剂较易控制聚合反应，但仅限于有机溶剂中使用。
基于“单分子反应”的大分子引发体则是以单一单元（例如，碳酸酯基团）充当引发剂，通过热解、光解或化学反应来产生自由基，从而控制聚合反应的发生。该类引发剂具有较高的稳定性和广泛的应用范围。
大分子引发剂对自由基聚合活性的影响
大分子引发剂通过调节反应体系中的自由基浓度和聚合活性，实现自由基聚合的可控性。引发剂的选择和聚合反应条件的掌握对反应的控制至关重要。
具有良好可控性的引发剂不仅需要有高度的自由基引发能力，还需要具有较弱的氧化还原能力，从而有助于有选择性地引发聚合反应、延长自由基的寿命和调节反应的速率。
与此同时，大分子引发剂的引发群团和高分子链的空间限制对于聚合反应的选择性和速率同样具有重要作用。理论模型和基于分子动力学的计算结果启示那些空间限制最强的引发剂对自由基聚合反应的控制最为有效。
水相引发丙烯酰胺的聚合反应
水相聚合反应是一种合成高分子聚合物的常见方法。在水相环境中聚合反应，主要涉及到大分子引发剂在水相介质中的应用。水相引发丙烯酰胺的聚合反应可以通过两种方式实现：一是在水相系统中加入相应的小分子引发剂；二是利用大分子引发剂掌握聚合活性。
在精确控制自由基聚合反应中，大分子引发剂被广泛应用。WasserandBuback等人研究发现，引发剂的引发活性随着其相对分子质量的增大而增强，同时，随着引发剂中引发单元的比例升高，引发活性也会逐步增强。因此，水相引发丙烯酰胺聚合反应体系中，引发剂的引发单元比例和引发剂相对分子质量的选择显得非常关键，以此来掌握聚合反应的速率和聚合活性。
大分子引发剂在水相引发丙烯酰胺聚合反应中的应用
大分子引发剂已经成为水相自由基聚合反应中的一种重要利器。Amouroux等人研究表明，选择合适的大分子引发剂对具有高比例交联结构的高分子反应具有着很好的控制效果，同时，以水溶性强的聚酰胺为基础，引发剂的选择以及引发剂的相对分子质量、引发单元比例对于控制聚合反应同样具有着十分重要的意义。
Fan等人系统地研究了水相引发丙烯酰胺聚合反应中大分子引发剂数量分布的影响。研究发现，只有在引发剂数量分布较窄、且引发剂分子量较高的情况下才能够有效掌握聚合反应的活性。因此，在水相引发丙烯酰胺聚合反应中加入大分子引发剂，需要在引发剂的选择和引发剂的数量分布等方面予以重点考虑。
同时，在引发剂的溶解度、反应温度和pH值等方面也需要进行有针对性的控制。采用具有良好水溶性和在较宽温度范围内都能保持稳定的大分子引发剂，通常可以在水相引发丙烯酰胺的聚合反应中得到更好的控制效果。
总结
大分子引发剂作为一种引发剂在自由基聚合反应中发挥了重要作用。水相引发丙烯酰胺的聚合反应中采用大分子引发剂，可以实现聚合反应的稳定性和可控性，从而为高分子材料的制备提供了全新的思路和方法。同时，引发剂的选择、引发剂的数量分布和引发剂的溶解度等方面也需要有针对性的考虑。
参考文献
1.Wasser,R.;Buback,M.“Polymerizationkineticsofradicalpolymerizationwithreversibledeactivationinthepresenceoftransferagentsandwithnon-idealtermination.”Macromolecules2012,45,4206−4219
2.Amouroux,S.;Pianet,G.;Lacroix-Desmazes,P.;Aubrun,O.“In-process,phase-separatedbiodegradableand/orbiocompatiblehydrogelsbasedonconcomitantuseo