[發明專利]一種通過誘導自組裝得到不同形貌的聚合物的方法

有效

• 申請號: 202010946140.3
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112048044B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 趙瑋;譚浩;劉天慶;賈中凡
• 申請（專利權）人: 杭州萬觀科技有限公司
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F212/08;C08F212/14;C09D153/00;C09D5/00;D06N3/00
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

本發明提供了一種通過誘導自組裝得到不同形貌的聚合物的方法，是采用可逆加成?斷裂鏈轉移自由基聚合反應，包括以下步驟：(1)制備含氟大分子鏈轉移劑：含氟單體、丙烯酸及其衍生物在引發劑1和鏈轉移劑存在下進行RAFT聚合得到含氟大分子鏈轉移劑；(2)將步驟(1)所得含氟大分子鏈轉移劑、苯乙烯、引發劑2繼續進行RAFT聚合反應，通過聚合誘導自組裝得到聚合物分散液；通過調節苯乙烯的用量和/或調控反應時間分別得到不同形貌的核?殼結構聚合物的分散液。本發明通過簡單易行的方法高效，穩定，可控地制得包括納米微球、納米線、囊泡、多層復合結構等不同形貌的聚合物。對形成超疏水的微納結構界面提供了一種新的思路和方向。

技術領域

本發明涉及高分子自組裝技術領域，特別是指一種通過誘導自組裝得到不同形貌的聚合物的方法。

背景技術

自上世紀70年代荷葉的超疏水自清潔效應被發現以來，仿生超疏水和超疏油便迅速成為一個具有巨大實際應用潛力的研究領域。也作為一個仿生學的生動例子在自然和技術之間搭起了一道橋梁。尤其在新材料研發方面，超疏水表面因其優秀的疏水性能和廣泛的應用前景，成為國內外研究的熱點之一。

固體表面的浸潤性由其化學結構和表面微觀結構共同決定。接觸角和滾動角是評價固體表面潤濕性的重要參數，超疏水性表面一般是指與水的接觸角大于150°，同時滾動角小于10°的一種界面性能。從固體表面化學組成角度出發，固體表面自由能越大，就越容易被液體所潤濕，因此，超疏水表面的制備通常需在表面覆蓋氟碳鏈或有機硅烷鏈來降低表面能，但是在光滑表面上采用化學方法來調節表面自由能，通常僅能有限的使接觸角增加到120°而不能更高。要達到更高的接觸角，就必須設計材料表面的微觀結構，具有微米-納米的雙微觀復合結構能有效提高疏(親)水表面的疏(親)水性能。近年來，隨著表面層級結構概念的提出和印證，利用低表面能的化合物構造具有微觀層級結構的表面可進一步增大涂層的疏水角度，從而達到超疏水甚至超疏油的性能。

目前，多種技術(如靜電紡絲、離子刻蝕、光刻、溶膠-凝膠法、相分離和化學氣相沉積法)被用于制備仿生超疏水表面。采用這些技術制備的表面具有精確的微納結構，但這些技術多數存在工藝繁瑣、條件苛刻、重復性不好，成本高和選材范圍窄等問題，很難應用于實際的生產生活中。活性/可控自由基聚合，聚合誘導自組裝技術是近幾年發展的獲得納米粒子的新方法。可以得到包括球形、線形、囊泡、多層復雜復合結構等不同形貌的聚合物。可逆加成-斷裂鏈轉移(RAFT)自由基聚合，具有適用單體范圍廣，操作條件溫和的優點，是目前一種有效的分子設計手段。在化工、醫藥、建筑領域已有廣泛運用。

中科院潘才元小組研發了一種制備聚合物微納材料的簡易方法，以三硫代酯封端的聚N，N-二甲基丙烯酰胺作為大分子鏈轉移劑兼穩定劑，應用RAFT分散聚合法在選擇性溶劑甲醇中聚合苯乙烯單體，改變投料比和反應條件可以制備不同形貌的聚合物。專利CN111269368A公開了一種利用RAFT聚合誘導自組裝制備表面微相分離納米粒子的方法，其是通過RAFT制備一種親水性的大分子鏈轉移劑，再通過單羥基封端的大分子鏈和含有羧基的小分子鏈轉移劑的酯化反應制備另一種疏水性的大分子鏈轉移劑。利用兩種不相容大分子鏈轉移劑的配合使用，共同引發同一種單體發生聚合，隨著聚合時間的變化，得到不同形貌的粒子。上述方法中，雖然以較高效率獲得了不同形貌的聚合物，但是穩定性不足，在需要使用不同形貌的復合物分散液配制為疏水涂料時，聚合物在配制涂料(比如四氫呋喃、甲苯、丙酮等有機溶劑)的環境下，自組裝體會發生破壞，無法保持特定的形貌，也就無法得到超疏水的涂層。

因此，尋找一種高效，穩定獲得不同形貌的聚合物自組裝方法，對于構筑超疏水的微納結構界面具有非常重要的意義。

發明內容