[發明專利]一種疏水表面的制備方法

在審

• 申請號: 201710661229.3
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107474199A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 張洪文;李佳煜;姜彥;蔣姍;丁永紅;俞強
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F220/14;C08F8/12;C08J7/12
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技術領域

本發明屬于高分子功能材料領域，具體涉及一種疏水表面的制備方法。

背景技術

水滴模板法的大致過程為，具有揮發性的溶劑在揮發的時候，體系會吸收大量的熱，從而使聚合物溶液的表面溫度迅速下降，進而使得水蒸氣在聚合物溶液表面發生凝結，當溶劑幾乎全部揮發完全以后，聚合物就會固定住表面的小水滴，最后當剩下的溶劑和水完全揮發后，聚合物表面就會剩下和水滴形狀相互補的多孔結構。

兩親性聚合物是指同一大分子既有親油性又有親水性的一類聚合物，由于其特殊的兩親性，成為高分子研究方面的熱點。

發明內容

本發明提供了一種疏水表面的制備方法，具體操作為：

(1)通過原子轉移自由基聚合法(ATRP)制備大分子引發劑PS-Br

在保護氣氛下，將bpy、CuCl、2-溴代異丁酸乙酯、苯乙烯混合充分后進行水熱反應，反應后降溫并提純得到大分子引發劑PS-Br，

作為優選：2-溴代異丁酸乙酯用微量進樣器加入，以保證體系中無水無氧來成功引發聚合，降低對聚合物的影響，

其中，水熱反應為120℃下反應12小時，

反應后采用冰鹽浴浸泡的方式降溫，

提純操作為，向反應所得體系中加入四氫呋喃超聲溶解，過堿性氧化鋁柱淋洗，以甲醇為沉淀劑沉淀產物，抽濾，干燥；

(2)制備嵌段共聚物苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)

將步驟(1)中得到的大分子引發劑PS-Br與bpy、CuCl、DMF、MMA混合充分，升溫反應后降溫，提純得到嵌段共聚物苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯，

大分子引發劑PS-Br和甲基丙烯酸甲酯構成的引發體系為原子轉移自由基體系，可以直接在苯乙烯表面原位引發甲基丙烯酸甲酯聚合，

其中，PS-Br、CuCl與bpy的質量比為100:1:5，

升溫反應為，90℃下反應8小時，

反應后采用冰鹽浴浸泡的方式降溫，

提純操作為，將降溫后的體系過柱淋洗，以甲醇為沉淀劑沉淀產物，抽濾，干燥；

(3)制備疏水表面調節劑聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸(PS-b-PMAA)

將步驟(2)中得到的嵌段共聚物苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯與濃鹽酸、1,4-二氧六環混合充分后升溫反應，提純得到兩親性共聚物PS-b-PMAA，

其中，嵌段共聚物苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯、1,4-二氧六環、濃鹽酸的質量比為 1:40:5，

升溫反應為，90℃下反應24小時，

提純操作為，以甲醇為沉淀劑沉淀產物，抽濾，干燥；

(4)制備疏水表面

將步驟(3)得到的聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸加入二硫化碳中混合充分，再均勻地涂覆在玻璃片表面，待二硫化碳完全揮發后浸泡在硅油中，取出擦去表面硅油，即得到疏水表面，

其中，聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸與二硫化碳的質量比為1:50。

本發明的有益效果在于：本發明利用ATRP法制備大分子引發劑，再以此為引發劑采用相同的方法制備嵌段共聚物PS-b-PMMA，然后再將其水解制備兩親性共聚物PS-b-PMAA，然后將其配成溶液涂覆在玻璃片表面，干燥后得到多孔結構，最后將其浸泡在硅油中獲得一種疏水表面；

由于形成多孔結構的兩親性聚合物一端親水、一端疏水，該兩親性聚合物與溶劑二硫化碳混合時，因二硫化碳為油相，導致兩親性聚合物在形成孔洞的過程中呈現出親油基團向內、親水基團向外的趨勢，即內部親油、外部親水(“內部”指孔洞內，“外部”大致是指的孔結構的邊緣、孔洞與孔洞間的連接處)；當灌注硅油后，由于親和作用孔洞會向內收縮，從而將硅油包覆得更加緊密，相比于普通的聚合物鎖油能力更強，降低了硅油的流失速度，延長了疏水表面的工作壽命；

本方法有效地提高了聚合物表面的疏水性，且反應條件溫和，安全性高，操作簡單。

附圖說明

圖1為本發明實施例1步驟(1)和步驟(2)中制備產物的紅外光譜圖對比；

圖2為本發明實施例1步驟(2)和步驟(3)中制備產物的紅外光譜圖對比；

圖3為本發明實施例1步驟(4)中，聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸按不同濃度與二硫化碳混合、成膜后的偏光結果分析圖；

圖4為本發明實施例1步驟(4)中，聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸按25mg/mL的濃度與二硫化碳混合、成膜后的電鏡掃描圖；