[發明專利]一種刷狀嵌段聚合物及其合成方法和應用

有效

• 申請號: 201810016123.2
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN110016110B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 任麗霞;張同周;袁曉燕
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F232/08
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開了一種刷狀嵌段聚合物及其合成方法和應用，所述刷狀嵌段共聚物的合成方法，包括以下步驟：取帶有聯苯結構的降冰片烯單體NBPM溶解到有機溶劑中，加入G?3催化劑，在20?40℃下攪拌反應，以使單體NBPM均聚，然后將溶解好的帶有癸烷基結構的降冰片烯單體NDM的加入到上述反應液中繼續反應，以實現NBPM、NDM的共聚，反應完成后加入終止劑淬滅反應，最終得到目標刷狀嵌段共聚物PNBPM?b?PNDM。本發明使得光子晶體材料可以應用于光傳感器、光閥及顏料和染料等方面，具有極大的實用價值。

技術領域

本發明涉及刷狀嵌段共聚物的制備技術領域，特別是涉及一種刷狀嵌段聚合物及其合成 方法和應用。

背景技術

光子晶體因內部光子禁帶結構的存在可以調控光波的傳播，從而使其具有很大的應用價 值，如做特殊顏料、波導及反射涂層等等。響應性光子晶體是一類反射波長可以隨外界物理 或化學條件變化而改變的材料。這種材料除了具有傳統光子晶體所必需的周期性結構之外， 還必須存在響應性基團。常見的有兩種方法引入響應性基團：(1)利用響應性材料作為基質 來直接構建光子晶體結構，如利用嵌段聚合物自組裝制備一維光子晶體，在溶劑氛圍下鏈段 溶脹從而表現出反射波長的改變。(2)首先制備出光子晶體結構，然后將響應性材料摻雜至 基體中，形成穩定的光子晶體復合材料。根據需要，通過以上兩種方法可以設計制備出Ph、 溫度、化學溶劑、電場及磁場等不同的響應性光子晶體材料。

溫敏性光子晶體是一種研究較為廣泛的響應性光子晶體材料。自Asher(A.Asher,et al. Science 1996,274,959.)的開創性工作以來，眾多結構相似的溫敏性光子晶體材料被報道。其 中較多的是將膠體晶體嵌入至聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)制得的溫敏性水凝膠光子 晶體。因PNIPAM是一種熱敏聚合物，其具有較低臨界溶解溫度(LCST，約32℃)，當溫度 升高時，聚合物由親水變為疏水，排出水分并體積收縮，使得膠體晶體中的粒子間距減小， 導致反射波長藍移。當溫度降低時，又可恢復至原來狀態。盡管利用此類方法制備的光子晶 體材料具有較為明顯的溫度響應性行為，但過程較復雜，且難以制備出大范圍的光子晶體材 料。因此發明一種簡單可行的，低成本的技術來制備溫度響應性一維光子晶體材料尤為重要。

本專利發明了一種新型的刷狀嵌段共聚物(PNBPM-b-PNDM)，其通過簡單低沸點溶劑 薄膜自組裝得到了一系列一維光子晶體材料，且在加熱條件下具有明顯的溫度響應性行為。 有望在光學傳感器等方面得到實際應用。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種刷狀嵌段聚合物及其合成 方法，其通過簡單的自組裝方式制備得到的溫敏性一維光子晶體，有望在光傳感器、光閥及 顏料和染料方面得到實際應用。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

本發明的一種刷狀嵌段共聚物，記為PNBPM-b-PNDM，其結構式為：

其中m為NBPM的聚合度，m＝100-1500；n為NDM的聚合度，n＝100-1500；主鏈聚合度為200-3000；

其中：NBPM的結構式為：

NDM的結構式為：

優選的，m＝n。

本發明的另一方面，還包括所述刷狀嵌段共聚物的合成方法，包括以下步驟：

取帶有聯苯結構的降冰片烯單體NBPM溶解到有機溶劑中，加入G-3催化劑，在20-40℃ 下攪拌反應，以使單體NBPM均聚，然后將溶解好的帶有癸烷基結構的降冰片烯單體NDM 的加入到上述反應液中繼續反應，以實現NBPM、NDM的共聚，反應完成后加入終止劑淬滅反應，最終得到目標刷狀嵌段共聚物PNBPM-b-PNDM。