[發(fā)明專利]基于星型倍半硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚鄰硝基芐酯嵌段共聚物及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810319006.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN108424500B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬曉燕;董葉青;霍浩輝;唐金;梁一鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F293/00
• 分類號(hào): C08F293/00;C08F220/36;C08F220/14;C08J9/28;C08L53/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種基于星型倍半硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯?b?聚鄰硝基芐酯嵌段共聚物和光響應(yīng)多孔薄膜及制備方法，以八官能度POSS為核，利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)的方法合成星型倍半硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯?b?聚鄰硝基芐酯嵌段共聚物(POSS?(PMMA?b?PNBM)₈)；利用該星型雜化高聚物通過呼吸圖案法制備蜂窩狀多空薄膜；其中甲基丙烯酸甲酯作為親水嵌段來提高材料的成膜性，鄰硝基芐酯嵌段作為疏水嵌段賦予多空薄膜光響應(yīng)性；通過控制成膜過程中紫外光照量可以對(duì)制備的多孔膜孔徑大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中合成的星型嵌段聚合物POSS?(PMMA?b?PNBM)₈并利用該聚合物在紫外光下制備孔徑可調(diào)的蜂窩狀多孔膜是具有鮮明的創(chuàng)新性的。這一技術(shù)在生物開關(guān)、潤濕性轉(zhuǎn)換、設(shè)備檢測(cè)等方面有著巨大的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于星型倍半硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚鄰硝基芐酯嵌段共聚物，涉及一種基于星型倍半硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚鄰硝基芐酯嵌段共聚物和光響應(yīng)多孔薄膜及制備方法。

背景技術(shù)

在眾多的刺激類型中，由于光易被遠(yuǎn)程或定時(shí)控制，光響應(yīng)性聚合物受到了研究者的廣泛關(guān)注。其中，鄰硝基芐酯及其衍生物因其合成方法簡短、種類較多、斷裂效果更明顯的優(yōu)勢(shì)，被研究者們廣泛青睞。紫外光照可以使得鄰硝基苯基團(tuán)發(fā)生裂解重排反應(yīng)，生成等當(dāng)量的小分子鄰硝基苯甲醛，并從聚合物鏈上脫落，同時(shí)生成的羧基基團(tuán)甚至可以帶來聚合物鏈親水性的變化。因此，光響應(yīng)聚合物在納米科技、催化劑、生物技術(shù)、控制釋放等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

多面體低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsequioxane,POSS)是近年來出現(xiàn)的一類新型有機(jī)-無機(jī)雜化材料。POSS結(jié)構(gòu)通式可寫為(RSiO_1.5)_2n(n≥4)，由高度對(duì)稱的Si-O-Si籠型骨架組成無機(jī)內(nèi)核，每個(gè)硅原子上鍵接有有機(jī)取代基R。Si-O-Si籠型骨架結(jié)構(gòu)三維尺寸一般為1-3nm，具有類似無機(jī)二氧化硅結(jié)構(gòu)與耐溫性的特點(diǎn)，同時(shí)具有極低的表面能。POSS分子中每個(gè)硅原子上鍵接有有機(jī)R基團(tuán)的存在，使其具有很好的相容性；其次是R基具有很大的選擇性，可以是具有反應(yīng)活性的乙烯基、羥基等，也可以是惰性的苯基和烷基等，從而賦予分子結(jié)構(gòu)很強(qiáng)的設(shè)計(jì)性；POSS分子很容易通過物理混合、共聚等多種方式引入到聚合物體系中，并可與有機(jī)高分子鏈發(fā)生鍵合作用而相互連接在一起，形成具有納米尺度分散的有機(jī)-無機(jī)雜化材料，在納米雜化材料領(lǐng)域受到了極大的關(guān)注。

而在組裝方式上，除了溶液自組裝廣受關(guān)注外，近年來人們也對(duì)分子的表面組裝方式進(jìn)行了研究。其中，與其他模板法相比，呼吸圖案法制備的蜂窩狀聚合物多孔膜具有操作簡單、成本低、實(shí)驗(yàn)條件溫和的優(yōu)點(diǎn)，且所得膜干燥之后水滴模板就自行揮發(fā)，不需后序處理。

將具有響應(yīng)性的共聚物通過呼吸圖案法制備蜂窩狀多孔薄膜,該膜對(duì)光、溫度、濕度、電和pH等刺激產(chǎn)生響應(yīng)，將大大豐富多孔膜的功能性，以滿足人們更多的需求。而其中通過聚合物光響應(yīng)行為來調(diào)控多孔膜孔形貌，則為制備特定孔徑的多孔膜提供了新的思路和策略。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種基于星型倍半硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚鄰硝基芐酯嵌段共聚物和光響應(yīng)多孔薄膜及制備方法，提供一種反應(yīng)條件溫和、操作簡單、步驟減少、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)規(guī)整、分子量分布窄的星型倍半硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚鄰硝基芐酯嵌段共聚物(POSS-(PMMA-b-PNBM)₈)的一鍋法逐步加料及其紫外光下蜂窩狀有序多孔薄膜的制備方法。該方法簡單易行，途徑方便，條件可控，得到的星型雜化共聚物結(jié)構(gòu)和分子量可控，制備的多孔薄膜孔結(jié)構(gòu)規(guī)整，具有優(yōu)良的性能。

技術(shù)方案

一種基于星型倍半硅氧烷聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚鄰硝基芐酯嵌段共聚物，其特征在于結(jié)構(gòu)式如下：