[發明專利]一種無需惰性氣體保護的綠色、溫和、快速聚合物微球制備方法

在審

• 申請號: 202210477573.8
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN115043979A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 吳學文;羅振峰;熊艷;周程宇
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C08F222/14
• 分類號: C08F222/14;C08F220/56;C08F220/06;C08F2/48;B01J13/14
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本發明公開了一種無需惰性氣體保護的綠色、溫和、快速的聚合物微球制備方法，該制備方法包括:將單體、交聯劑、鏈轉移劑、引發劑溶解于有機溶劑與水的混合溶液中，在可見光下進行輻照一定時間得到聚合物微球。該方法制備聚合物微球無需精制單體、無需金屬催化劑、無需惰性氣體置換、無需惰性氣體保護，反應條件溫和，在室溫常壓下即可進行反應，引發條件為溫和的可見光，本發明具有綠色、溫和、快速等優點。在生物醫學、化學化工以及功能材料等領域有廣闊的應用前景，不受合成環境及人工等因素的影響，適合于工業化生產。

技術領域

本發明具體涉及一種無需惰性氣體保護的綠色、溫和、快速聚合物微球制備方法，具體屬于高分子合成方法領域。

背景技術

聚合物微球作為一種品質優良的材料已經被廣泛用于生物醫學、化學化工以及功能材料等領域。根據聚合方式的不同，所得到的聚合物性質也各不一樣。常見方式如陰離子聚合、陽離子聚合、自由基聚合與開環聚合。其中，可控自由基聚合以下方式，分別是氮氧穩定自由基聚合、原子轉移自由基聚合以及可逆加成-斷裂鏈轉移聚合。

光引發自由基聚合是一種快速聚合的方法(Corrigan,N.；Yeow,J.；Judzewitsch,P.；Xu,J.；Boyer,C.,Angewandte Chemie International Edition 2019,58(16),5170-5189.；Li,N.；Pan,X.-C.,Chinese Journal of Polymer Science 2021,39(9),1084-1092.)，它通常誘導時間短、且消耗能量少，因此它們在化妝品、粘合劑和涂料行業等眾多領域展現出廣闊的應用前景。

自然界的光合作用是環境友好化學反應的典范，隨著對環境問題的愈發重視，環境友好的化學反應愈發受到人們關注。目前，以可見光為引發條件的可逆加成-斷裂鏈轉移聚合不但需要在聚合前除掉聚合單體中微量的阻聚劑，而且聚合過程必須在惰性氣體，如高純氬氣、高純氮氣等保護下才能進行。其原因是自由基聚合對環境中微量的氧氣敏感，氧分子易捕獲自由基，從而致聚合誘導期延長、聚合單體轉化率低、聚合度低，甚至導致反應失控，這一缺陷限制了其工業化前景。

研究發現，可見光輻照下，聚合體系中加入ZnTPP類、小分子染料、超共軛體系、有機硼化合物、量子點、維生素類、等可消耗聚合體系中的氧氣(Ibrahim-Ouali,M.；Dumur,F.,Eur Polym J 2021,158.；Corrigan,N.；Yeow,J.；Judzewitsch,P.；Xu,J.；Boyer,C.,Angewandte Chemie International Edition 2019,58(16),5170-5189.；Yeow,J.；Chapman,R.；Gormley,A.J.；Boyer,C.,Chemical Society Reviews 2018,47(12),4357-4387.)，從而保證聚合反應保持活化的特征。但是上述物質的介入增加了聚合和后期純化成本

為解決上述問題，本發明通過本課題組發展的可逆加成斷裂鏈轉移技術進行改進，在無需精制單體、無需金屬催化劑、無需惰性氣體置換、無需惰性氣體保護、溫和的可見光和室溫常壓條件下，成功實現耐氧性的自由基聚合合成聚合微球方法，消除合成環境及人工等因素的影響，對推動聚合功能材料合成、應用及工業化生產均有重大意義。

發明內容

本發明旨在提供一種無需惰性氣體保護的綠色、溫和、快速聚合物微球制備方法。此方法制備聚合物無需惰性氣體保護，反應條件溫和，在室溫常壓下即可進行反應，引發條件為光照，反應迅速且穩定。具有綠色、溫和、快速優點。

本發明是通過以下的技術方案來實現的:一種無需惰性氣體保護的綠色、溫和、快速聚合物微球制備方法，包括以下步驟:

1)配制有機溶劑與水的混合溶液；

2)將聚合單體、交聯劑、鏈轉移劑、引發劑加入到步驟1)所得到的溶液當中，在預定光照下進行輻照一定時間，得到聚合物產物；整個過程完全暴露于空氣中。