[發明專利]一種刷形共聚物及其制備方法

有效

• 申請號: 201910780915.1
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN110437426B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 何金林;錢強雨;倪沛紅;王彬;張明祖
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08G61/08
• 分類號: C08G61/08;C08G65/332;C08F8/00;C08F136/08;C08F112/08
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強;陶海鋒

本發明公開了一種刷形共聚物及其制備方法。通過活性負離子聚合法合成羥基封端的聚苯乙烯和聚異戊二烯，再利用它們或者羥基封端的聚乙二醇與exo?5?降冰片烯?2?羧酸進行酯化反應合成降冰片烯封端的聚苯乙烯、聚異戊二烯和聚乙二醇大分子單體；通過改變大分子單體的投料比和投料方式進行開環易位聚合，即可制備具有不同側鏈比例和排列順序的兩嵌段刷形共聚物和無規刷形共聚物；該方法具有反應效率高、反應條件溫和、副反應少的特點，本發明制備的刷形共聚物結構及分子量可控，分子量分布較窄。

技術領域

本發明屬于高分子合成領域，具體涉及一種刷形共聚物的制備方法。

背景技術

刷形聚合物，又稱聚合物刷，一般是指一種重復結構單元組成的主鏈，另一種重復結構單元組成的分子鏈以側鏈形式連接于主鏈上，并且相鄰支鏈之間距離相等，且支鏈長度相同，形狀類似于梳子的一類特殊的接枝聚合物。根據支鏈化學組成的不同，可以將刷形聚合物大致分為均聚物刷、混合均聚物刷和共聚物刷。然而，合成具有明確組成和結構的刷形聚合物仍是高分子合成領域一項具有挑戰性的工作。目前用于合成刷形聚合物的方法主要有“大分子單體聚合法”、“接枝到主鏈法”以及“從主鏈接枝法”。與線性聚合物相比較，刷形聚合物的支化拓撲結構賦予其一些獨特的性質，例如高剛性、結構穩定、大分子尺寸等特點。刷形聚合物在較多領域具有潛在的應用價值，例如光學、催化、添加劑、基因傳遞、藥物釋放、有機納米材料及單個分子可視性等方面，引起科研工作者們的廣泛關注。

然而，合成結構和組成明確且分子量分布較窄的刷形共聚物仍然是高分子合成領域一項具有挑戰性的工作。對于負離子聚合合成刷形共聚物，仍有不少問題限制其進一步的發展。一方面，利用負離子聚合合成結構復雜的拓撲結構聚合物，所需的裝置結構也較為復雜，設計和燒制裝置的時間周期較長。另一方面，負離子聚合對功能性單體的選擇性較強，官能團引入的局限性一定程度上限制其應用發展。對于開環易位聚合合成刷形共聚物，其結構組分較不明確、刷形聚合物均勻性較差。因此，能夠快速高效制備結構規整、均勻性較好的刷形共聚物，并且可以精確控制其組成結構、分子量和分子量分布，仍然是當今高分子合成領域的一個重大挑戰；所以也需要研發新的方法用于合成刷形共聚物。

發明內容

本發明的目的在于提供一種刷形共聚物及其制備方法。首先制備結構精確、分子量分布窄的羥基封端的聚苯乙烯和羥基封端的聚異戊二烯；再利用它們或者羥基封端的聚乙二醇與exo-5-降冰片烯-2-羧酸發生酯化反應，可以制得降冰片烯封端的聚苯乙烯、聚異戊二烯和聚乙二醇大分子單體；最后，通過改變大分子單體的投料方式及比例，通過開環易位聚合合成具有不同側鏈比例和不同側鏈排列順序（嵌段和無規）的刷形共聚物；本發明公開的方法具有反應效率高、反應條件溫和、副反應少、對聚合物的分子量和分子量分布控制好的特點。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案為：一種刷形共聚物，其化學結構式如下，

；

式中，R₁ 為；R₂選自或；x =10～60，y = 10～100，m = 10～50，n = 10～80，a = 10～80，b = 1～5；“x”、“y”、“m”、“n”、“a”和“b”的取值類型均為整數，*表示連接位點。

本發明的刷形共聚物為嵌段共聚物或者無規共聚物，上述刷形共聚物的制備方法，包括以下步驟：

(1)以苯乙烯為單體，仲丁基鋰為引發劑，進行聚合反應；然后加入無水環氧乙烷繼續反應，得到羥基封端的聚苯乙烯；

(2)以異戊二烯為單體，仲丁基鋰為引發劑，進行聚合反應；然后加入無水環氧乙烷繼續反應，得到羥基封端的聚異戊二烯；

(3)催化劑以及配體存在下，將步驟(1)制備的羥基封端的聚苯乙烯和exo-5-降冰片烯-2-羧酸進行反應，得到降冰片烯封端的聚苯乙烯；