RAFT聚合法与"接枝穿链"策略构建新型聚甲基丙烯酸甲酯-聚乙二醇共聚物的合成与表征研究

本研究通过RAFT（可逆加成-断裂链转移）聚合法与"接枝穿链"策略，成功将不同分子量（200/400/1000 g·mol?1）的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯（PEGMMA）接枝到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨架上，制备出三种接枝度（5%/10%/20%）的poly(MMA-co-PEGMMA)共聚物。采用FT-IR、1H-NMR、GPC、TGA和DSC等多维表征技术证实产物结构可控、热性能优异，为功能化高分子材料设计提供新思路。

　　

在当代高分子材料领域，如何精确调控聚合物结构以实现性能定制化是核心挑战。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为重要的透明塑料，其疏水性和生物相容性局限制约了医疗等高端应用。而聚乙二醇（PEG）因其优异亲水性和抗蛋白吸附特性，成为改善生物材料性能的理想选择。传统共混改性存在相分离风险，通过化学键合构建两亲性接枝共聚物被视为更优解决方案，但如何实现分子量可控、结构明确的聚合物合成仍是技术难点。

研究人员采用RAFT（可逆加成-断裂链转移）这一活性可控聚合技术，结合"接枝穿链"（grafting through）策略开展创新研究。首先设计合成双功能RAFT试剂S,S'-(乙烷-1,2-二基) O,O'-二乙基双(碳二硫代酸酯)，以其为分子量调控枢纽，将甲基丙烯酸甲酯（MMA）与三种不同分子量（200/400/1000 g·mol^?1）的PEGMMA大分子单体共聚。通过精确控制投料比，成功获得接枝度分别为5%、10%和20%的系列poly(MMA-co-PEGMMA)共聚物。

关键技术包括：1）RAFT试剂合成与表征；2）采用"接枝穿链"策略的三元共聚体系构建；3）通过FT-IR和¹H-NMR进行结构验证；4）GPC测定分子量及其分布；5）TGA和DSC分析热性能。

【结构表征】
FT-IR光谱在1720 cm^?1处显示PMMA酯羰基特征峰，1100 cm^?1处出现PEG醚键吸收峰，证实共聚物形成。¹H-NMR中δ=3.6 ppm处PEG亚甲基质子峰与δ=0.8-1.2 ppm处PMMA主链甲基质子峰积分比计算接枝度，与理论值偏差<5%。

【分子量控制】
GPC测试显示所有共聚物分散度（?）均<1.3，Mn随PEGMMA含量增加而升高，证明RAFT机制有效控制链增长。接枝度20%的PEG1000系列数均分子量达45 kDa，保持窄分布特性。

【热性能分析】
TGA曲线显示所有共聚物初始分解温度>250°C。DSC检测到PMMA玻璃化转变温度（T_g）从105°C降至80-90°C，且随PEG链长增加而降低，证明PEG段增强链段运动能力。PEG1000系列在50°C附近出现熔融峰，显示结晶区形成。

该研究通过精准分子设计，证实RAFT聚合与"接枝穿链"策略联用可构建结构明确的PMMA基杂化材料。PEG侧链长度与含量可调的特性，使材料兼具PMMA力学强度与PEG亲水性能，热稳定性满足加工要求。这种模块化合成方法为开发医疗器械涂层、药物载体等生物材料提供新范式，发表于《International Journal of Polymer Analysis and Characterization》的成果对功能高分子可控合成具有指导意义。