[發(fā)明專利]一種金屬復(fù)合聚合物單鏈納米顆粒的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110360024.8
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN115181277A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱東;徐薇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 吳愛琴

本發(fā)明提供一種單分子鏈納米顆粒的制備方法，包括：A1)以至少具有兩個可交聯(lián)活性基團的單體為原料經(jīng)活性陰離子聚合合成具有可交聯(lián)活性鏈段的聚合物；或A1’)以只有一個可交聯(lián)活性基團但其所含其他基團可轉(zhuǎn)化為至少一個可交聯(lián)活性基團的單體為原料進行活性陰離子聚合，再將可轉(zhuǎn)化為可交聯(lián)活性基團的基團轉(zhuǎn)化，得到具有可交聯(lián)活性鏈段的聚合物；A2)向所得聚合物中引入電荷；A3)在電荷保護下，加入金屬離子，使得聚合物中的可交聯(lián)活性鏈段利用金屬離子進行分子內(nèi)交聯(lián)，得到單鏈納米顆粒；A4)添加還原劑，還原，得到金屬單質(zhì)復(fù)合聚合物單鏈納米顆粒。本發(fā)明提供了一種大批量制備具有普適性的單分子鏈納米顆粒的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無機、有機以及高分子科學(xué)和材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單分子鏈納米顆粒的大批量制備方法，更具體涉及一種金屬復(fù)合聚合物單鏈納米顆粒的制備方法。

背景技術(shù)

分子內(nèi)交聯(lián)聚合物的歷史可以追溯到1955年，當(dāng)時Kuhn和Majer的報道了在超稀釋的聚合物溶液中將聚合物交聯(lián)，并且可以避免不同分子之間交聯(lián)。聚合物單鏈顆粒由于其獨特的尺寸和空間內(nèi)明顯分區(qū)的結(jié)構(gòu)使其能夠滿足復(fù)雜環(huán)境的要求，在物理、化學(xué)、生物等領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。作為納米級模板的聚合物單鏈顆粒可以輕松衍生出其他功能性復(fù)合物。近三十年來，大量的科研工作開始關(guān)注聚合物單鏈納米顆粒，已經(jīng)制備出了大量微結(jié)構(gòu)精確可調(diào)的納米顆粒。目前普遍采用的合成單分子鏈納米顆粒主要采用的是將嵌段聚合物的特定鏈段進行分子內(nèi)交聯(lián)的方法(Mavila,Eivgi,Berkovich,Lemcoff.Chem.Rev.2016，116:878-961,Gonzalez-Burgos,Latorre-Sanchez,Pomposo.Chem.Soc.Rev.2015，44:6122-6142)。然而，通常只能在固含量極低(≤1％)的溶液中才能實現(xiàn)，否則將發(fā)生分子間交聯(lián)產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象，導(dǎo)致復(fù)合結(jié)構(gòu)制備失敗。稀溶液的實驗條件大大限制了SCNP的大批量制備，從而限制了其大規(guī)模應(yīng)用，此外，為了產(chǎn)生功能性，需要普適性地調(diào)節(jié)納米顆粒的組成。因此，設(shè)計可以大批量地合成的單鏈納米顆粒及普適性地調(diào)節(jié)其組成是當(dāng)前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種單分子鏈納米顆粒的制備方法。

本發(fā)明所提供的單分子鏈納米顆粒的制備方法，包括以下步驟：

A1)以至少具有兩個可交聯(lián)活性基團的單體為原料經(jīng)活性陰離子聚合合成具有可交聯(lián)活性鏈段的聚合物；或

A1’)以只有一個可交聯(lián)活性基團但其所含其他基團可轉(zhuǎn)化為至少一個可交聯(lián)活性基團的單體為原料進行活性陰離子聚合，再將可轉(zhuǎn)化為可交聯(lián)活性基團的基團轉(zhuǎn)化，得到具有可交聯(lián)活性鏈段的聚合物；

A2)向所得聚合物中引入電荷；

A3)在電荷保護下，加入金屬離子，使得聚合物中的可交聯(lián)活性鏈段利用金屬離子進行分子內(nèi)交聯(lián)，得到單鏈納米顆粒；

A4)添加還原劑，對單鏈納米顆粒中的金屬離子進行還原，得到金屬單質(zhì)復(fù)合聚合物單鏈納米顆粒。

上述方法步驟A1)中，所述至少具有兩個可交聯(lián)活性基團的單體可為：1-乙烯基咪唑、2-乙烯基咪唑、1-乙烯基2-吡咯烷酮、丙烯腈、甲基丙烯腈、丁二烯、異戊二烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸寡聚乙二醇酯(OEGMA)、甲基乙烯基酮、硝基乙烯、亞甲基丙二酸二乙酯、α-氰基丙烯酸乙酯、偏二氰基乙烯、α-氰基-2,4-己二烯酸乙酯中的至少一種；或上述至少具有兩個可交聯(lián)活性基團的單體與其他可活性陰離子聚合單體的混合物，其中，所述可活性陰離子聚合單體可為：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、異丁烯中的至少一種；

所述至少具有兩個可交聯(lián)活性基團的單體具體可為：1-乙烯基2-吡咯烷酮、叔丁基丙烯酸酯(tBA)、苯乙烯與叔丁基丙烯酸酯(tBA)的混合物、異戊二烯或丙烯腈；