[發明專利]高分子單鏈/納米顆粒復合Janus材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010744178.2
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN114085341B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 楊振忠
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08F299/02
• 分類號: C08F299/02;C08F8/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C09K23/52
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明涉及一種高分子單鏈/無機納米顆粒復合Janus材料及其制備方法，所述Janus材料包括高分子單鏈和無機納米顆粒，所述高分子單鏈包括與所述無機納米顆粒相連的親油端和遠離所述無機納米顆粒的親水端，所述親油端包括親油鏈段，所述親水端包括親水鏈段和/或親水基團。本發明的Janus材料具有兩親性，可用作具有響應性的固體乳化劑等。

技術領域

本發明屬于有機/無機納米復合材料領域，具體涉及一種高分子單鏈/無機納米顆粒復合Janus材料及其制備方法

背景技術

高分子復合不對稱結構納米顆粒集成了高分子性能和納米顆粒功能，尤其以功能固體納米顆粒為“頭”和單鏈高分子為“尾”的蝌蚪形狀不對稱納米顆粒引起關注(J.A.Pomposo,Single-Chain Polymer Nanoparticles:Synthesis,Characterization,Simulation,and Applications.First edition；Wiley-VCH:Weinheim,2017)。通過選擇不同納米顆粒和高分子鏈，可廣泛調節其性能。目前，高分子尤其是嵌段高分子的分子內交聯是制備該復合結構常用方法(S.Mavila,O.Eivgi,I.Berkovich,N.G.Lemcof,Chem.Rev.2016,116,878-961)。然而，該方法需要在極稀高分子溶液中進行，否則將發生分子間交聯產生凝膠現象，導致復合結構制備失敗。

近期，提出基于靜電作用調控的分子內交聯新方法，能夠在濃溶液中制備單鏈納米顆粒(D.Xiang,X.Chen,L.Tang,B.Y.Jiang,Z.Z.Yang,CCS Chem.2019,1,407-430)。為了產生功能性，需要以納米顆粒為微反應器進一步復合生長。該方法步驟繁瑣，涉及多步分離過程，導致制備效率低下。此外，供選擇的嵌段高分子結構和組成有限，限制了不對稱復合顆粒的微結構設計。

發明內容

發明要解決的問題

由于現有技術中存在的上述問題，設計高分子單鏈-納米顆粒的新型不對稱結構及其低成本高效的制備方法是當前亟待解決的問題。

用于解決問題的方案

具體地，本發明通過以下方案解決本發明的技術問題。

[1]一種高分子單鏈/無機納米顆粒復合Janus材料，其包括高分子單鏈和無機納米顆粒，所述高分子單鏈包括與所述無機納米顆粒相連的親油端和遠離所述無機納米顆粒的親水端，所述親油端包括親油鏈段，所述親水端包括親水鏈段和/或親水基團。

[2]根據第[1]項所述的Janus材料，其由所述高分子單鏈和所述無機納米顆粒組成，所述無機納米顆粒的尺寸為1-20nm，優選5-15nm。

[3]根據第[1]或[2]項所述的Janus材料，其中所述無機納米顆粒選自由金屬、金屬化合物和非金屬化合物組成的組中的任意種。

[4]根據第[3]項所述的Janus材料，其中所述金屬選自Au、Ag、Pt、Pd、Fe、Co、Ni、Sn、In及其合金；所述金屬化合物選自Fe3O4、TiO2、Al2O3、BaTiO3和SrTiO3；所述非金屬化合物為SiO2。

[5]根據第[1]或[2]項所述的Janus材料，所述高分子單鏈的聚合度為10-10000，所述高分子單鏈中親油鏈段的摩爾比例為20-70％。

[6]根據第[1]或[2]項所述的Janus材料，其中形成所述親油鏈段的單體包括選自苯乙烯類、(甲基)丙烯酸酯類、異氰酸酯類、(甲基)丙烯腈類、氰基丙烯酸酯類單體中的一種或多種。

[7]根據第[1]或[2]項所述的Janus材料，所述高分子單鏈還包括位于所述親油端和所述親水端中間的中間鏈段；所述親水鏈段是連接在所述中間鏈段上的側鏈；所述親水基團是所述中間鏈段上的側基。