[發(fā)明專利]一種光/溫度敏感型兩親性偶氮苯聚合物膠束的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210316862.X
• 申請(qǐng)日: 2022-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN114561028A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 束麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥學(xué)院
• 主分類號(hào): C08J3/07
• 分類號(hào): C08J3/07;C08L33/14;C08L33/24;C08F220/28;C08F220/36;C08F220/54
• 代理公司: 南京禾易知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32320
• 代理人: 范星

本發(fā)明提出了一種光/溫度敏感型兩親性偶氮苯聚合物膠束的制備方法，包括如下步驟：S1、以間甲基紅與丙烯酰氯的活化體系反應(yīng)以獲取交聯(lián)聚合的間甲基紅單體用于后期聚合物的制備；S2、將S1中所得間甲基紅單體與甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯以及N?異丙基丙烯酰胺進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)以獲取偶氮苯共聚物；S3、將S2中所獲得的偶氮苯共聚物溶于DMF中，并按比例以水稀釋含偶氮苯共聚物的DMF溶液，所述偶氮苯共聚物于水中自組裝形成膠束。本發(fā)明中所得偶氮苯二元共聚物的吸光度值同溶液濃度的增加而逐漸增大，藍(lán)光光致異構(gòu)速率最快而黃光次之、紫光最慢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料合成領(lǐng)域，尤其涉及一種光/溫度敏感型兩親性偶氮苯聚合物膠束的制備方法。

背景技術(shù)

1、光響應(yīng)高分子材料

高分子材料因?yàn)榫哂袃?yōu)異的性能，而得到了許多學(xué)者的關(guān)注，其中光響應(yīng)高分子材料愈漸受歡迎。光響應(yīng)高分子材料是指經(jīng)過紫外光、近紅等可見光的輻照后，該材料中的具有光學(xué)活性的官能團(tuán)會(huì)吸收一定量的光能，從而產(chǎn)生明顯的物理或化學(xué)變化。在新材料技術(shù)領(lǐng)域中，具備光響應(yīng)特性的高分子材料可作為光開關(guān)響應(yīng)的功能元件，從而能夠運(yùn)用于合成智能聚合物材料、分子開關(guān)和分子機(jī)器中，并不斷擴(kuò)展深入到化學(xué)生物體系研究當(dāng)中去。要實(shí)現(xiàn)高分子材料的光響應(yīng)，可經(jīng)過光致異構(gòu)化或光化學(xué)反應(yīng)過程，其中通過光致異構(gòu)化實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的典型代表是偶氮苯類高分子材料。

2、溫度敏感性高分子材料

溫度敏感性高分子是指在外界環(huán)境中通過對(duì)溫度的改變而使得高分子發(fā)生一定程度上的物理或化學(xué)環(huán)境的改變。具有相對(duì)較小的臨界溶解溫度(LCST)的溫敏性高分子，如聚乙烯基異丁酰胺(PNVIBA)、聚氧化乙烯醚(PEO)、聚乙烯比咯烷酮(PVP)、聚異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)等。由于溫度敏感性高分子含有醚鍵、取代的酰胺與羥基等官能團(tuán)的特殊結(jié)構(gòu)，其在水溶液中加熱至LCST之上時(shí)，分子間距離會(huì)縮短導(dǎo)致溶解度的降低，從而在水相中分化出現(xiàn)兩相，在光照下可發(fā)現(xiàn)溶液不澄清，溫度降低后溶液回復(fù)澄清狀態(tài)。

PNIPAM作為溫度敏感性高分子的典型代表，研究的關(guān)鍵點(diǎn)在于理解其溫敏特性產(chǎn)生的機(jī)理，從而能夠?qū)ζ鋺?yīng)用的擴(kuò)展有更加深入的研究。對(duì)此，研究人員提出了許多的論點(diǎn)，其中能夠被普遍推崇的是：PNIPAM分子內(nèi)具有親水基團(tuán)酰胺基以及疏水基團(tuán)異丙基，在溫度較低的環(huán)境下其親水基團(tuán)與水分子之間或分子內(nèi)會(huì)產(chǎn)生相互的氫鍵作用力，在作用力的驅(qū)使下會(huì)有由水分子形成的高度有序化的溶劑化殼層圍繞在PNIPAM分子鏈周圍；溫度的上升使得PNIPAM與水分子的相互作用參數(shù)發(fā)生改變，導(dǎo)致其分子內(nèi)及分子間的疏水相互作用加強(qiáng)形成了疏水層，并且部分氫鍵及大分子鏈?zhǔn)杷糠值娜軇颖黄茐模瑴孛粜员憩F(xiàn)為水分子從溶劑層排出則溶液變?yōu)闇啙釕B(tài)。

3、共聚物自組裝

3.1共聚物自組裝介紹

在自然環(huán)境以及人們的生活中都有分子自組裝的縮影，比如說各種動(dòng)植物的體細(xì)胞就是由其分子自組裝而形成的，我們生活中常見的帶有光、電、磁等功能的聚合物納米材料也是經(jīng)過分子自組裝技術(shù)制備的。自組裝過程是指從一種無規(guī)律、無周期的離散態(tài)到一種有規(guī)律、有周期的聚集態(tài)的自發(fā)的轉(zhuǎn)變過程。共聚物自組裝的動(dòng)力來源于共聚物分子內(nèi)及分子間的相互作用力，例如金屬配位作用、氫鍵、靜電力作用、親疏水作用等。

3.2聚合物膠束

兩親性聚合物大多能夠在水溶液中自發(fā)地進(jìn)行相互間自組裝從而形成納米顆粒，納米膠束的外殼由親水鏈段形成，而納米膠束的內(nèi)核則由疏水鏈段形成，這種自發(fā)過程主要取決于由親水鏈段間的排斥力與疏水鏈段間的吸引力。聚N-異丙基丙烯酰胺具有最低臨界溶解溫度(LCST)，即低于該溫度時(shí)會(huì)溶解于水中，而高于此溫度時(shí)會(huì)從水中析出。黃成進(jìn)等人利用RAFT聚合法將NIPAM與PPAPEA單體聚合得到兩親性嵌段聚合物，其在水相中自組裝形成球形膠束，膠束表現(xiàn)出良好的溫度和光雙重響應(yīng)。將偶氮苯化合物與N-異丙基丙烯酰胺聚合得到具有溫敏性的光響應(yīng)兩親性聚合物，其在水溶液能自組裝形成膠束。