[發明專利]一種近紅外光調控的甲基丙烯酸酯類單體聚合方法

在審

• 申請號: 201910486809.2
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110128577A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 程振平;田春;王鵬;張麗芬;朱秀林
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08F120/14
• 分類號: C08F120/14;C08F120/18;C08F2/46
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 馮瑞

本發明涉及一種近紅外光調控的甲基丙烯酸酯類單體聚合方法，包括以下步驟：將甲基丙烯酸酯類單體和引發劑溶于有機溶劑中，引發劑為碘代化合物，將得到的溶液在光照條件下于20?30℃下反應，光照波長為660?730nm，反應完成后得到聚甲基丙烯酸酯類聚合物。本發明的方法聚合組份簡單，反應條件溫和，單體適用范圍廣，聚合物分子量可設計性強，且無需催化劑即可實現甲基丙烯酸酯類單體的“活性”自由基聚合。

技術領域

本發明涉及碘轉移活性自由基聚合領域，尤其涉及一種近紅外光調控的甲基丙烯酸酯類單體聚合方法。

背景技術

自由基聚合是依賴自由基進行增長最終聚合成大分子的一種聚合機理，它在高分子化學的發展進程中占據著極其重要的位置。但是，由于存在鏈轉移，傳統自由基聚合并不能很好地控制聚合物分子量和分子結構，從而影響到聚合物的穩定性和使用性能。在1956年，美國化學家Szwarc首次提出了“活性聚合”的概念，引發了一場高分子科學界的革命。在自由基聚合中，大量自由基在進行增長的同時也在進行雙基終止和鏈轉移，對此人們缺乏有效的控制方法，這是實現“活性”自由基聚合(LRP)的一個最大的難點。對LRP，其關鍵就是要保持體系自由基濃度處于一個較低的水平，并且能夠在聚合過程中始終保持恒定。目前一般采取的措施是使增長自由基與某個化合物反應，通過鏈增長或鏈轉移，使其蛻化成活性很低的共價休眠種，且該共價休眠種可以進一步活化并由此構成了一種活性種和休眠種之間的可逆平衡。主要的LRP方法主要有以下幾種：(1)引發轉移終止劑法；(2)氮氧穩定自由基聚合法；(3)原子轉移自由基聚合法；(4)可逆加成斷裂鏈轉移法以及(5)碘轉移自由基聚合法等。如今，隨著現代科技的飛速發展，對于高分子材料的研究與發展方向可以歸結為以下三種：(1)開發新型催化劑，使通用的高分子品種走向工業化生產；(2)使用新型聚合方法，得到新性能、新用途的聚合物；(3)開發功能性高分子。

21世紀以來，環境問題變成了一個全球性的問題，研究者們開始把目光投向綠色環保的高分子合成。一些研究者提出了一個設想：用光照來控制聚合反應的進行。光照因其價格低廉、簡便易得并且在室溫下進行的優勢逐漸成為控制化學反應的最為吸引人的條件之一。光控反應具有利用光源的開關控制反應進行的特有優勢，從而具有對化學反應獨特的時間和空間控制性，因此發展光控LRP體系在各類拓撲結構的高分子材料的設計和原位合成方面具有獨特的應用前景。

按照光的波長可以把用于光聚合反應的光源大致分為紫外光(UV，<400nm，～6eV)、可見光(vis，400-660nm，～2eV)以及近紅外光(NIR，660-1100nm，～1.5eV)。近年來科研工作者已開發出了多種光控LRP技術。但現已報道的光調控LRP大多數在藍色波段下高能量可見光區域或者更短波長的UV下進行，由于短波長光源能量高使大多數分子在短波長下易發生副反應；同時，短波長光在穿透過程中發生折射、散射等使其穿透能力極低，這些因素造成了目前光調控下的LRP體系很難用于大規模化聚合物合成(由于短波光穿透能力弱造成反應液內外輻照很不均勻)更不能適用于生物體內的原位聚合(這種類型的聚合需要光首先穿過較深厚度的介質才能到達原位聚合場所，但短波長的光沒有這種能力)等方面的應用。另一方面，關于長波長、低能量的近紅外光源，相關理論計算顯示近紅外光滲透進入組織的深度能達到7-14cm且對生命體的熒光背景幾乎可完全消除。因此研究近紅外光調控的聚合體系就能很好的克服上述不足，使其可成為一種通用的光控LRP方法，且在需要穿過較深厚度介質大規模化聚合物合成以及生物體內的原位聚合等方面顯示出巨大的優越性，而生物體系的原位聚合新方法的應用將會為生物組織工程帶來高效全新的技術手段。然而已建立的紅外光調控的“活性”自由基聚合體系報道甚少。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種近紅外光調控的甲基丙烯酸酯類單體聚合方法，本發明的方法條件溫和，單體適用范圍廣，且無需催化劑即可實現甲基丙烯酸酯類單體的LRP。

本發明提供了一種近紅外光調控的甲基丙烯酸酯類單體聚合方法，包括以下步驟：