[發明專利]一種基于聚噻吩的兩親嵌段聚合物、其制備方法和電活性膠束

有效

• 申請號: 201911059259.2
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110818863B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 章培標;史新翠;王宇;王宗良;郭敏;閆歡歡
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08J3/03;C08L53/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝

本發明提供了一種基于聚噻吩的兩親嵌段聚合物、其制備方法和電活性膠束，聚合物具有式Ⅰ結構。該兩親嵌段共聚物具有親水鏈段和疏水鏈段，通過調控兩鏈段的比例獲得核殼結構的電活性膠束。本發明通過一步法制備了兩親嵌段聚合物，方法簡單，并利用兩性離子之間的靜電相互作用以及其與聚噻吩明顯差異的溶解特性，首次制備了核殼結構的rod?coil型聚噻吩兩嵌段聚合物。本發明基于ATRP引發或Click偶聯制得聚噻吩與兩性離子的嵌段聚合物；以及利用加入表面活性劑的方法制備兩親嵌段共聚物并利用兩性離子以及共軛聚合物的分子鏈段的π?π相互作用制備核殼結構的電活性膠束。

技術領域

本發明屬于聚合物技術領域，尤其涉及一種基于聚噻吩的兩親嵌段聚合物、其制備方法和電活性膠束。

背景技術

近年來，催化劑轉移聚合(CTP)方法的發展為共軛聚合物(或CPs)的可控合成提供了新思路。該聚合方法遵循鏈式聚合機理，其核心是催化中心經過分子內鏈轉移過程對聚合物端基進行氧化加成反應。基于Kumada,Negesi,Suzuki-Miyaura和Stille偶聯反應的催化劑轉移聚合均已成功報道。該方法具有活性鏈式聚合的特征：所得聚合物分子量可控、分子量分布較窄；能夠制備端基明確的聚合物；聚合物的分子量可以通過控制單體/催化劑的投料比控制；通過順序加料方式可以合成嵌段聚合物。利用該方法可以制備不同拓撲結構的共軛聚合物例如嵌段聚合物，刷型、星型聚合物等有利于拓展CPs新的應用。利用此方法制備的不同結構嵌段共聚物在光電器件領域已有很多報道。嵌段聚合物由于兩鏈段不同的機械性質、溶解性等物理不相容性，可以在選擇性的溶劑中自組裝成不同形貌的膠束：例如管狀、球型、層狀結構等。如成功制備了聚噻吩-b-聚谷氨酸酸芐酯(P3HT-b-PBLG)聚合物，該聚合物固態呈現微相分離形貌，旋涂的方式可以獲得納米線形貌。Hillmeyer等人報道了PLA-b-P3HT和PLA-b-P3HT-b-PLA嵌段聚合物的合成，該材料可以形成薄層狀結構，利用氫氧化鈉溶液刻蝕，可以獲得介孔結構的薄膜。

目前已經報道的導電高分子生物材料，主要是基于通過化學或者電化學方法獲得。反應條件苛刻，難以調控所得聚合物的性質如分子量、分子量分布等，從這個角度講，很難實現重復性，大規模合成。這些問題也限制了導電高分子生物學改性應用。其次，目前已經報道的聚噻吩rod-coil型嵌段聚合物多為親油性兩嵌段聚合物，兩親嵌段型聚合物聚噻吩與聚丙烯酸是經過后改性獲得的，材料由于共軛聚合物分子鏈段的π-π相互作用，通常組裝成微納米纖維結構。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于聚噻吩的兩親嵌段聚合物、其制備方法和電活性膠束，該兩親嵌段聚合物具有核殼結構。

本發明提供了一種基于聚噻吩的兩親嵌段聚合物，具有式Ⅰ結構：

其中，10≤x≤100，40≤y≤200；

所述R為既含陽離子又含陰離子的兩性離子基團。

優選地，所述R選自式101、式102、式103、式104或式105；

其中，n的取值為2～4；

所述2≤x1≤10；

所述2≤x2≤10；

所述2≤x3≤10；

所述2≤x4≤10。

優選地，所述x為35～40，y為250～300。

本發明提供了一種上述技術方案所述兩親嵌段聚合物的制備方法，包括以下步驟：

將羥基端基的聚噻吩和溴異丙基酰溴在三乙胺催化下反應，得到端基含溴異丙基的聚噻吩引發劑；