[發明專利]一種基于香豆素的光響應型互穿網絡聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201610563270.2
• 申請日: 2016-07-16
• 公開（公告）號: CN106188382B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 聶俊;白美榮;朱曉群;方大為
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F212/08;C08F220/30;C08F265/06;C08F222/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種光響應型的聚丙烯酸交聯乳液微球的制備，屬于功能性聚丙烯酸酯乳液制備領域。

背景技術

光響應材料由于其方便靈敏簡易的特征，在現在材料領域得到了廣泛的應用。香豆素具有優異的光學特性，帶有香豆素基團的分子具有優異的光響應性能，在不同波長的紫外光下這類分子具有鏈的交聯和斷裂的結構特征，這使其能適應不同應用的需求。

種子乳液溶脹聚合法是將單體加入到種子乳液中，在一定溫度下溶脹一段時間，然后再升溫至反應溫度后加入引發劑進行聚合。在本文中種子乳液是側鏈帶有香豆素基團的聚丙烯酸酯聚合物乳液，向其中加入交聯劑和單體，聚丙烯酸酯聚合物分子被溶脹，補加引發劑，使其交聯，最終形成互穿網絡結構的聚丙烯酸酯聚合物。

互穿網絡具有優異的力學性能，是一種獨特的高分子共混物，它是由交聯聚合物Ⅰ和交聯聚合物Ⅱ各自交聯后所得的網絡連續地相互穿插而成。在本文中交聯聚合物Ⅰ是側鏈帶有香豆素基團的可光降解的交聯聚丙烯酸酯聚合物，交聯聚合物Ⅱ是由交聯劑和單體交聯而成的聚合物網絡。兩種交聯聚合物網絡相互穿插形成帶有香豆素基團的聚丙烯酸酯聚合物互穿網絡，因其特殊的分子鏈結構，具有光降解特性。當在不同波長的紫外光照射下，側鏈香豆素基團之間鏈交聯和斷裂的發生會改變分子鏈的結構，從而使聚合物在不同光照射環境下具有不同的性能，使其能適應不同環境的要求。

如果材料通過光照即可控制其互穿網絡的形成和降解，那么這類材料能更多地更方便地應用于不同領域。目前，還沒有通過光照而改變聚合物互穿網絡的設計及其制備方法，因此結合光響應特性和互穿網絡特性的聚合物是本文研究的一個方向。

發明內容

本發明基于現有光響應材料的優點，目的在于設計和制備一種可光響應的基于香豆素的聚丙烯酸酯互穿網絡結構的聚合物。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：

含香豆素的光響應型互穿網絡聚合物及其制備方法包括以下三個步驟：

(1)香豆素丙烯酸酯的合成：

將羥基香豆素和三乙胺溶解在溶劑中，滴加丙烯酰氯，滴完后在15-120℃下反應2-24h，過濾，旋蒸除去溶劑，產物重結晶，洗滌，烘干，得到香豆素丙烯酸酯①；羥基香豆素和三乙胺的摩爾比為(1:1-1:1.2)；

其反應式如下：

上式結構式中Me為甲基；上述反應物和產物結構式均屬于現有結構；

步驟(1)中所使用的有機溶劑包括二氯甲烷、乙酸乙酯、三氯甲烷、丙酮、二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的一種；丙烯酰氯的滴加溫度為冰水浴，滴加量為與香豆素等摩爾量；反應溫度15-120℃，優選為18-30℃，反應時間為2-24h，優選為4-5h；后處理：產物在無水乙醇中重結晶，酸洗一次，堿洗一次，水洗兩次，20-50℃烘干，產物為香豆素丙烯酸酯；

(2)光響應型聚丙烯酸酯的制備：

將產物①、單體、乳化劑、十八醇溶于水，分散均勻，滴加引發劑，在20-150℃下反應2-48h得到聚合物②；其中所述的單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯，單體的各組分摩爾比為：n_產物①：(n_{甲基丙烯酸甲酯}+n_{丙烯酸丁酯}+n_苯乙烯)＝(0.1-0.3):1；n_{甲基丙烯酸甲酯}：n_{丙烯酸丁酯}：n_苯乙烯＝(0-30):(70-80):(0-30)；

其反應式如下：

上述結構式中的Me為甲基；上述反應物的結構式為現有結構，產物的結構式不屬于現有結構；