[發明專利]一種基于刷狀嵌段聚合物的自組裝物及其合成方法和應用

有效

• 申請號: 201810016567.6
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN110016111B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 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;C08J5/18
• 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

本發明公開了一種基于刷狀嵌段聚合物的自組裝物及其合成方法和應用，所述自組裝物的合成方法，包括以下步驟：將刷狀嵌段共聚物PNBPM?b?PNDM均勻分散在四氫呋喃中，將混合液涂布在玻璃片上，室溫下溶劑揮發以后得到聚合物薄膜。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，特別是涉及一種基于刷狀嵌段聚合物的自組裝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，而提供一種基于刷狀嵌段聚合物的自組裝物及其合成方法和應用，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：

本發明的一種基于刷狀嵌段聚合物的自組裝物，由刷狀嵌段聚合物自組裝而成，所述刷狀嵌段共聚物，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。

優選的，所述NBPM的聚合度m為180-220、NDM的聚合度n為180-220時，所述自組裝物加熱前呈暗紫色，加熱后呈藍色，優選m＝200，n＝200。

優選的，所述NBPM的聚合度m為280-320、NDM的聚合度n為280-320時，所述自組裝物加熱前呈藍色，加熱后呈亮綠色，優選m＝300，n＝300。

優選的，所述NBPM的聚合度m為380-420、NDM的聚合度n為380-420時，所述自組裝物呈綠色，加熱后呈紅色，優選m＝400，n＝400。