[發(fā)明專利]聯(lián)合近紅外光誘導(dǎo)碘調(diào)控RDRP及紫外光誘導(dǎo)開(kāi)環(huán)聚合“一鍋法”合成接枝共聚物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010745126.7
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111909322B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程振平;田春;張麗芬;趙海濤;朱秀林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F283/02
• 分類號(hào): C08F283/02;C08F220/20;C08F220/14
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 王玉仙

本發(fā)明涉及一種聯(lián)合近紅外光誘導(dǎo)碘調(diào)控RDRP及紫外光誘導(dǎo)開(kāi)環(huán)聚合“一鍋法”合成接枝共聚物的方法：將自由基聚合組分先進(jìn)行近紅外光誘導(dǎo)自由基聚合反應(yīng)，聚合完全后再利用開(kāi)環(huán)聚合組分進(jìn)行紫外光誘導(dǎo)開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，反應(yīng)完全后得到接枝聚合物；以上反應(yīng)均在同一反應(yīng)容器中進(jìn)行；其中，自由基聚合組分包括自由基聚合單體、碘代烷烴引發(fā)劑以及含羰基的溶劑；自由基聚合單體包括含羥基的甲基丙烯酸酯類單體；開(kāi)環(huán)聚合組分包括環(huán)形單體以及光致酸產(chǎn)生劑。本發(fā)明將簡(jiǎn)單組分下近紅外光誘導(dǎo)碘調(diào)控的RDRP體系與“活性”開(kāi)環(huán)聚合體系結(jié)合，順序使用兩種不同波長(zhǎng)的光源，利用“一鍋法”聚合反應(yīng)法制備了由碳碳主鏈及聚酯支鏈組成的接枝共聚物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聯(lián)合近紅外光誘導(dǎo)碘調(diào)控RDRP及紫外光誘導(dǎo)開(kāi)環(huán)聚合“一鍋法”合成接枝共聚物的方法。

背景技術(shù)

“一鍋法”合成方法是有機(jī)化學(xué)的概念，現(xiàn)已成為用于快速合成和聚合物改性的重要方法。在“一鍋法”反應(yīng)中，將機(jī)理不同且能夠兼容的“活性”聚合技術(shù)進(jìn)行組合來(lái)制備聚合物，避免了中間產(chǎn)物的合成及純化步驟，例如，開(kāi)環(huán)聚合(ROP)已與可逆-失活自由基聚合(RDRP)方法相結(jié)合，例如氮氧穩(wěn)定自由基聚合、可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合以及原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)“一鍋法”制備嵌段和接枝共聚物的方法。為了實(shí)現(xiàn)一步法合成各種拓?fù)渚酆辖Y(jié)構(gòu)，使用的這些聚合方法需要具備的正交性和相容性。但是，對(duì)于大多數(shù)“活性”聚合技術(shù)而言，所需條件是不同的，并且常常是相互矛盾。而在近年來(lái)，光誘導(dǎo)的可逆-失活自由基聚合技術(shù)已成為一種新穎且有高效的聚合物合成技術(shù)。與傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)聚合方法相比，光誘導(dǎo)RDRP可以在相對(duì)溫和的環(huán)境溫度下高效進(jìn)行，可見(jiàn)光的利用，也為聚合技術(shù)帶來(lái)了優(yōu)越的時(shí)間和空間控制特色，因此光誘導(dǎo)RDRP具有許多新穎的應(yīng)用，包括優(yōu)異的聚合物合成、生物共軛(偶聯(lián))、自組裝和表面修飾等。

聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與組成，以及聚合物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和序列結(jié)構(gòu)決定了聚合物材料的性能及應(yīng)用。但是為了獲得含有不同類型主鏈結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)聚合物，一般需要多次反應(yīng)，流程復(fù)雜。目前，“一鍋法”策略已經(jīng)可以成功合成聚合物拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是目前的研究集中在通過(guò)含有雙功能引發(fā)基團(tuán)的特殊引發(fā)劑，實(shí)現(xiàn)不同刺激條件的有序控制聚合反應(yīng)發(fā)生，這種方式只能獲得嵌段共聚物，而且還有另外一層因素在里面，由于多種反應(yīng)類型所需的組分同時(shí)加料在一個(gè)容器內(nèi)，造成單一反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)濃度急劇下降，大大的影響聚合效率。而其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的聚合物通過(guò)這種“一鍋法”策略成功制備的體系還很少。因此如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，不僅對(duì)聚合方法研究具有重要意義，同時(shí)簡(jiǎn)化合成策略，也將為高分子材料的發(fā)展帶來(lái)新的生命力。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種聯(lián)合近紅外光誘導(dǎo)碘調(diào)控RDRP及紫外光誘導(dǎo)開(kāi)環(huán)聚合“一鍋法”合成接枝共聚物，本發(fā)明將簡(jiǎn)單組分下近紅外光誘導(dǎo)碘調(diào)控的RDRP體系與“活性”開(kāi)環(huán)聚合(ROP)體系結(jié)合，順序使用兩種不同波長(zhǎng)的光源，利用“一鍋法”聚合反應(yīng)策略制備了由碳碳主鏈及聚酯支鏈組成的接枝共聚物。

本發(fā)明的一方面提供了一種“一鍋法”聚合反應(yīng)制備接枝聚合物的方法，包括以下步驟：

在保護(hù)氣氛和有機(jī)溶劑中，將自由基聚合組分先進(jìn)行近紅外光誘導(dǎo)自由基聚合反應(yīng)，聚合完全后再利用開(kāi)環(huán)聚合組分進(jìn)行紫外光誘導(dǎo)開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，反應(yīng)完全后得到接枝聚合物；以上反應(yīng)均在同一反應(yīng)容器中進(jìn)行，反應(yīng)溫度為0-30℃；

其中，自由基聚合組分包括自由基聚合單體、碘代烷烴引發(fā)劑以及含羰基的溶劑；自由基聚合單體包括含羥基的甲基丙烯酸酯類單體；

開(kāi)環(huán)聚合組分包括環(huán)形單體以及光致酸產(chǎn)生劑；

接枝聚合物的結(jié)構(gòu)式如式(1)所示：

其中，R₁選自R₁來(lái)源于碘代烷烴引發(fā)劑；*代表基團(tuán)連接位點(diǎn)；