连续流离子聚合

自20世纪90年代以来，微反应器在化学领域中的应用引起了学术界和工业界的广泛关注。 微反应器通常是指特征尺度在微米级别的三维结构反应平台。 微反应器的比表面积（单位体积的表面积）远远大于传统反应器，传质传热效率更高， 可以有效地控制高放热或吸热反应。 此外，在传统的反应器中，一般通过机械搅拌来实现混合，混合时间在秒级以上，而微反应器内部尺寸小，反应物的扩散路径非常短，因此混合时间可以减少至毫秒。 本课题组前期开展了微流场技术的研究工作，在有机合成、材料制备、工程化应用等领域取得了一定的进展 。 离子聚合（阴离子聚合和阳离子聚合）历史悠久，是加成聚合方法中非常重要的一个分支。 早在20世纪50 年代，Ｓ等发现阴离子聚合具有活性特征，开创了活性聚合的新纪元。 很多重要的商品化高性能聚合物都依赖于离子聚合，例如，基于阳离子聚合的丁基橡胶和基于阴离子聚合的聚（丙烯腈⁃丁二烯⁃苯乙烯）（ＡＢＳ）。 乙烯基单体的离子聚合，通常具有高放热特征，并且反应速度极快，反应条件非常苛刻，对水、氧等因素极其敏感。 为了避免放热过快，反应器内压力急剧升高而出现危险，离子聚合通常必须在低温条件下进行， 对反应器的混合、传质和传热提出了极高的要求。 具有过程强化效应的微反应器技术特别适用于这类放热高、速率快的反应。 Ｓ等在发现活性聚合物的同时，尝试了在细管中进行阴离子聚合，这是最早在微反应器中进行聚合的报道 。 此后，越来越多的聚合反应类型在微反应器中得到了研究，包括： 传统自由基聚合 、活性自由基聚合和开环 聚合等。 近年来，连续流离子聚合研究取得了新的进展， 本文就这一领域进行了总结，分别介绍了不同单体的连续流阳离子聚合和阴离子聚合。 微反应器在改善离子聚合苛刻的反应条件，精确地控制聚合产物 分子量及其分布、调控共聚物结构等方面显示出釜式反应器无法比拟的优势。 与此同时，本文对基于 微流场技术离子聚合的工业化应用前景进行了探讨和展望。

结论与展望 

离子聚合是橡胶、弹性体、单分散标准样品等商品化聚合物的制备方法，具有重要的研究意义和工业应用价值。 离子聚合反应速度快、放热量高，对水、氧等杂质敏感，反应条件苛刻，通常在低温条件进行。 早在20世纪60年代，Ｓ等尝试了细管中的活性阴离子聚合，是最早的连续流聚合方面的探索。 最近三十年，连续流离子聚合取得了新的研究进展，微反应器极大的比表面积和连续流特征，在改善离子聚合苛刻的反应条件、调控聚合产物的分子量及其分布、高效构筑共聚结构等方面，显示出传统釜式反应器无法比拟的优势。 连续流离子聚合研究可能需要在以下几个方面进一步加强：第一，深化尺度效应对离子聚合动力学和机理的理解，阐明微尺度下连续流离子聚合基本 规律；第二，拓展基于微流场技术离子聚合与其他活性聚合／ 反应的高效耦合，开发新型高性能聚合物材料；第三，强化基础研究与应用研究的协同创新，推动连续流离子聚合的工业化发展。