[發(fā)明專利]一種含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107936203B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 孫曉毅;歐陽書豪;李娟
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F220/28;C08F220/30;C08F2/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

1.一種含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物的制備方法，其特征在于：將聚乙二醇單甲醚與α-溴代異丁酰溴進行酯化反應，得到溴代異丁酯化的聚乙二醇單甲醚大分子引發(fā)劑；采用所述溴代異丁酯化的聚乙二醇單甲醚大分子引發(fā)劑引發(fā)雙鍵功能化二茂鐵和雙鍵功能化多面體低聚倍半硅氧烷進行原子轉移自由基聚合反應，反應所得產物通過分離得到含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物：

其中，所述反應所得產物分離方法為：

(a)POSS質量分數少于10％以及大于65％的含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物的分離:將反應所得產物采用四氫呋喃稀釋，待反應所得產物中的溴化亞銅充分氧化后，過中性氧化鋁層析柱，采用四氫呋喃為洗脫劑；

當反應所得產物屬于POSS質量分數少于10％的含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物時；洗脫所得產物在0℃石油醚中反復沉淀三次，再真空干燥；

當反應所得產物屬于POSS質量分數超過65％的含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物時；洗脫所得產物在常溫甲醇中反復沉淀4～5次，再真空干燥；

或

(b)POSS質量分數介于10％～65％的含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物的分離：將反應所得產物采用四氫呋喃稀釋，待反應所得產物中的溴化亞銅充分氧化后，采用四氫呋喃為洗脫劑過第一次氧化鋁層析柱，再采用二氯甲烷/石油醚＝1:1的洗脫劑過第二次氧化鋁層析柱，以除去雙鍵功能化二茂鐵單體，再采用二氯甲烷/甲醇＝1:1洗脫劑將已經除去雙鍵功能化二茂鐵單體的產物洗脫下來；再使用石油醚洗脫劑過第三次氧化鋁層析柱，以除去雙鍵功能化多面體低聚倍半硅氧烷，最后采用二氯甲烷/甲醇＝2:1洗脫劑將氧化鋁層析柱中吸附的含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物沖洗下來，真空干燥；

所述含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物具有式1結構：

其中，

n為20～500的整數；

x為5～50的整數；

y為5～50的整數；

R₁為氫或甲基；

R₂為酯鍵；

R₃為亞乙基或亞丙基；

R₄為酯鍵；

R₅為異丁基。

2.根據權利要求1所述的一種含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物的制備方法，其特征在于：聚乙二醇單甲醚在縛酸劑作用下與α-溴代異丁酰溴在常溫下反應，得到溴代異丁酯化的聚乙二醇單甲醚大分子引發(fā)劑。

3.根據權利要求2所述的一種含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物的制備方法，其特征在于：所述縛酸劑為三乙胺和/或吡啶。

4.根據權利要求1所述的一種含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物的制備方法，其特征在于：將溴代異丁酯化的聚乙二醇單甲醚大分子引發(fā)劑、催化劑和配體溶于溶劑，加入雙鍵功能化的二茂鐵和雙鍵功能化的多面體低聚倍半硅氧烷在40℃～90℃溫度下，反應時間為4～12小時。

5.根據權利要求4所述的一種含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物的制備方法，其特征在于：

所述雙鍵功能化的二茂鐵具有式2結構：

所述雙鍵功能化的多面體低聚倍半硅氧烷具有式3結構：

其中，

R₁為氫或甲基；

R₂為酯鍵；

R₃為亞乙基或亞丙基；

R₄為酯鍵；

R₅為異丁基。

6.根據權利要求4所述的一種含多面體低聚倍半硅氧烷和二茂鐵的兩親性嵌段共聚物的制備方法，其特征在于：所述配體為五甲基二乙烯三胺、三(2-二甲氨基乙基)胺、1,1,4,7,10,10-六甲基三乙烯四胺中至少一種；

所述溶劑為二氧六環(huán)或四氫呋喃中至少一種。