[發明專利]一種分子內交聯聚合物、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201810036754.0
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108148210B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 侯錚遲;陸閏三;楊海軍;梁坤坤;楊寧
• 申請（專利權）人: 上海大學;中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/28;C09D7/65;C08L27/16
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;袁紅

本發明公開了一種分子內交聯聚合物、制備方法及其應用。本發明提供了一種分子內交聯聚合物的制備方法，其包括下述步驟：在極性有機溶液中，在γ射線輻照下，將聚合物進行分子內交聯反應，即可；所述聚合物的降解輻射化學產額與交聯輻射化學產額的比值小于1.00；所述的聚合物與所述的極性有機溶液形成均相溶液。本發明還提供了一種由所述制備方法得到的分子內交聯聚合物，有低粘度和大的表面積特性，可以作為涂料和粘合劑的添加劑、增強材料的填料以及顏料，醫用和生物材料的載體等等，有著廣泛的用途。

技術領域

本發明涉及一種分子內交聯聚合物、制備方法及其應用。

背景技術

聚偏氟乙烯(PVDF)是20世紀70年代發展起來的具有優良性能的功能材料。PVDF有突出的剛性、硬度、抗蠕變性能，有較小的相對密度、較低的熔點、很好的熔融流動性等優點，按照單位體積聚合物的價格計算，PVDF在所有的含氟聚合物中最為便宜。迄今為止，PVDF都是工業產量僅次于聚四氟乙烯(PTFE)的含氟聚合物。同時PVDF也是常見的輻射交聯型高分子。

當高分子材料，接受高能電離輻射，包括γ射線、電子束、X射線等，通過電離、激發等一系列反應而發生多種化學和物理變化。多數聚合物被輻照時，交聯和降解同時存在，但有主次之分。PVDF常在固相或異相條件下進行輻照，形成分子間交聯聚合物。而對PVDF分子內交聯大分子的制備研究之前未見報道。

分子內交聯大分子具有交聯結構同時具有可溶性，能更加方便地研究交聯聚合物的性能，使很多分子間交聯大分子無法研究的性能比如密度、粘度等變得可以研究。而且，分子內交聯大分子有低粘度和大的表面積，在工業成產中可以作為涂料和粘合劑的添加劑、增強材料的填料以及顏料，醫用和生物材料的載體等等，有著廣泛的用途。

聚合物接受電離輻射能量，包括伽馬射線、電子束或者X射線等等，會產生自由基等活性物質，由此會引發輻射效應。其中輻射交聯是應用的最廣泛的輻射效應。由于上述的化學變化常常會導致聚合物物理性能的變化，如溶解性、熔點、電性能、機械性能等等。

但是本領域一般定義的交聯，是指利用特定的技術手段，在聚合物高分子長鏈之間形成化學鍵或者圍觀強力物理結合點，從而使聚合物的物理性能、化學性能獲得改善并有可能引入新的性能。現有的輻射交聯是指利用各種輻射引發聚合物高分子長鏈之間的交聯反應的技術手段。

現有技術中，制備如聚乙烯醇(PVA，分子量30000左右)、聚氧化四亞甲基二醇(PTMG，分子量900-2350)等等分子內交聯聚合物常用的方法，都是用小分子化學合成制備的，例如溶液聚合和乳液聚合。但是，聚合反應常常有著繁雜的制備流程，需要大量的原料，也需要加熱和后處理過程，至少需要反應單體，溶劑，交聯劑，引發劑，可能還需要擴鏈劑、終止劑、催化劑，而且聚合反應是難以控制的反應，同時反應流程需要反復加熱冷卻，非常繁雜。同時產物難以分離。只能進行實驗室研究，只有科學意義而很難有工業應用價值；而且制得的分子量仍偏小，性能上仍存在不足，這些都制約了分子內交聯聚合物的成業應用，急需一種新的更好的制備分子內交聯聚合物，特別是大分子聚合物的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有的化學合成分子內交聯聚合物的制備方法流程繁雜，需要大量的原料，也需要加熱和后處理過程，同時交聯聚合的反應過程難以控制等缺陷，而提供了一種分子內交聯聚合物、制備方法及其應用。該方法操作簡單，易于控制，制得的聚偏氟乙烯分子內交聯聚合物具有低粘度和大的表面積特性，可以作為涂料和粘合劑的添加劑、增強材料的填料以及顏料，醫用和生物材料的載體等等，有著廣泛的用途。

本發明提供了一種分子內交聯聚合物的制備方法，其包括下述步驟：在極性有機溶液中，在γ射線輻照下，將聚合物進行分子內交聯反應，即可；所述的聚合物為其降解輻射化學產額(G(X))與交聯輻射化學產額(G(S))的比值小于1.00；所述的聚合物與所述的極性有機溶液形成均相溶液。