[發(fā)明專利]含可季銨化嵌段共聚物及其高固含量下分子內(nèi)交聯(lián)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710134225.X
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106832359B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊振忠;向?qū)?/a>;陳茜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院化學研究所;中國科學院大學
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/12;C08L53/00
• 代理公司: 北京天達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王濤;馬東偉

本發(fā)明涉及一種含可季銨化嵌段共聚物及其高固含量分子內(nèi)交聯(lián)的方法，發(fā)明通過電荷排斥保護作用，實現(xiàn)了在高固含量反應(yīng)條件下獲得高產(chǎn)率的單分子鏈聚合物Janus納米顆粒。合成過程簡單、產(chǎn)率高，既提高了產(chǎn)量，又大幅度降低了溶劑的消耗量，可用于大批量生產(chǎn)。本發(fā)明的單分子鏈聚合物Janus納米顆粒兼?zhèn)鋬捎H性嵌段共聚物與納米顆粒的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，在催化、乳化、油水分離、生物藥物等領(lǐng)域中具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在高固含量條件下，對含可季銨化鏈段共合物進行分子內(nèi)交聯(lián)制備兩親性Janus納米材料的方法。

背景技術(shù)

Janus材料的兩面具有不同性質(zhì)，尤其是納米尺度Janus顆粒，實現(xiàn)了兩種不同甚至相反性質(zhì)的集成與統(tǒng)一，具備了納米效應(yīng)。在乳液穩(wěn)定、光學探針、彩色顯示和納米馬達等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。特別地，納米顆粒兩側(cè)分別連接不同聚合物鏈的Janus納米顆粒，具有聚合物的柔性及響應(yīng)性，更容易復合功能性物質(zhì)，引起了人們極大研究興趣。

對嵌段共聚物的某一選定鏈段進行分子內(nèi)交聯(lián)是目前制備單分子鏈聚合物Janus納米顆粒的主要方法(M.Gonzalez-Burgos,A.Latorre-Sanchez,J.A.Pomposo.Chem.Soc.Rev.,2015,44,6122-6142.)。Liu等首先報道了兩嵌段共聚物分子內(nèi)交聯(lián)制備蝌蚪狀單分子鏈聚合物Janus納米顆粒(J.Tao,G.J.Liu.Macromolecules1997,30,2408-2411)。然而該方法產(chǎn)率極低，大量嵌段共聚物組裝形成膠束并發(fā)生分子間交聯(lián)。Hawker等提出了緩慢連續(xù)加料的策略(E.Harth,B.V.Horn,V.Y.Lee,D.S.Germack,C.P.Gonzales,R.D.Miller,C.J.Hawker.J.Am.Chem.Soc.2002,124,8653-8660)，有效避免了分子間交聯(lián)，提高了產(chǎn)率。然而，該策略仍需要在極低的聚合物濃度(通常低于5mg/mL)下進行，存在產(chǎn)量低、溶劑消耗量大等缺點。盡管Chen等提出了通過調(diào)控交聯(lián)速率的方法使固含量最高可達20mg/mL(L.Cheng,G.Hou,J.Miao,D.Chen,M.Jiang,L.Zhu.Macromolecules2008,41,8159-8166)，該方法仍在很低的固含量情形下進行。如何實現(xiàn)高固含量情形下制備單分子鏈聚合物Janus納米顆粒已成為難題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種簡單、高產(chǎn)率、高固含量的基于含可季銨化反應(yīng)交聯(lián)的嵌段共聚物通過分子內(nèi)交聯(lián)制備單分子鏈聚合物Janus納米顆粒的方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)難以實現(xiàn)高固含量情形下制備單分子鏈聚合物Janus納米顆粒的問題。

本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種含可季銨化嵌段共聚物，該含可季銨化嵌段共聚物為單分子鏈Janus納米顆粒，分子內(nèi)交聯(lián)制備；

單分子鏈Janus納米顆粒的可季銨化反應(yīng)交聯(lián)的嵌段共聚物的鏈段數(shù)目和可交聯(lián)鏈段位置可調(diào)。

可季銨化反應(yīng)交聯(lián)的嵌段共聚物包含：可交聯(lián)鏈段、親油鏈段、親水鏈段；

可交聯(lián)鏈段為可季銨化基團的均聚物或其任意共聚物；

可季銨化反應(yīng)交聯(lián)的嵌段共聚物同時包含親油鏈段、親水鏈段，或只包含親油鏈段、親水鏈段中的一個。

親油鏈段包括聚苯乙烯、聚4-甲基苯乙烯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚丙烯腈，及上述鏈段的衍生物；

親水鏈段包括聚氧乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸，及上述鏈段的衍生物；

可交聯(lián)鏈段包括聚4-乙烯基吡啶、聚2-乙烯基吡啶、聚乙烯基咪唑、聚乙烯基咔唑、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基嘧啶、聚乙烯基嘌呤、聚乙烯基喹啉、聚乙烯基吡嗪、聚甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯、聚N，N-異丙基丙烯酰胺，及上述鏈段的衍生物。