苯乙烯型聚链转移剂、其制备方法及其在制备柱状聚合物刷中的应用

文档序号:8312018阅读:587来源:国知局
苯乙烯型聚链转移剂、其制备方法及其在制备柱状聚合物刷中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚合物刷制备领域,具体涉及一种苯乙烯型聚链转移剂、其制备方法 以及在合成柱状聚合物刷中的应用。
【背景技术】
[0002] 柱状聚合物刷作为一类独特的一维纳米结构,由于其特殊的拓扑结构和理化性质 已越来越多地被研宄。其在药物装载、作为纳米材料制备模板、功能性纳米材料领域有广泛 的应用前景和意义。
[0003] 目前聚合物刷的合成方法主要包括活性/可控自由基聚合如原子转移自由基聚 合(ATRP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)、氮氧稳定自由基聚合(NMP)等方法。其中 RAFT聚合具有功能性基团耐受性好、可聚合单体种类多、无金属催化剂易提纯等优点,RAFT 聚合合成聚合物刷有两种方式:R端方式和Z端方式。R端方式链转移基团处于聚合物刷外 侧,Z端方式链转移基团处于聚合物刷内侧,与Z方式相比,R端方式合成的优点在于聚合物 刷侧臂结构更加稳定和致密。
[0004] RAFT方法合成聚合物刷的合成关键在于聚链转移剂主链的合成,其中聚苯 乙烯为主链的聚链转移剂具有对酸碱稳定不易降解的结构,然而目前仅有聚合度低 于150的基于聚苯乙稀主链聚链转移剂的合成报道(J. Polym. Sci.,Part A:Polym. Chem. 2002, 2956-2966 和 Macromol. Rapid Commun. 2014, 35, 234-241)〇

【发明内容】

[0005] 本发明的目的是提供一种苯乙烯型聚链转移剂、其制备方法以及在合成柱状聚合 物刷中的应用,该苯乙烯型聚链转移剂的聚合度可控,可以以R端方式增长合成柱状聚合 物刷。
[0006] -种苯乙烯型聚链转移剂,为结构如式(I)所示的聚合物:
【主权项】
1. 一种苯乙烯型聚链转移剂,其特征在于,为结构如式(I )所示的聚合物:
式(I )中,η为10~20000, m为1~20000,分子量分布为1.0 l~4. O ; R为取代或者未取代的烷基、取代或者未取代的苯基中的一种; R'为取代或者未取代烷基、取代或者未取代苯基、取代或者未取代烷氧基、取代或者未 取代烷硫基、取代或者未取代苯氧基、取代或者未取代苯硫基; 所述的烷基、苯基、烷氧基、烧硫基、苯氧基或苯硫基上的取代基独立地选自Ci~C 5烧 基、(^~C 5烷氧基、C C 5條基或卤素。
2. 根据权利要求1所述的苯乙烯型聚链转移剂,其特征在于,R为取代或未取代的Ci~ C18烷基、取代或未取代的苯基中的一种; R'为取代或未取代的Ci~C 18烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的C C 18烷 氧基、取代或未取代的Q~C 18烷硫基、取代或未取代的苯氧基、取代或未取代的苯硫基中 的一种。
3. -种如权利要求1或2所述的苯乙烯型聚链转移剂的制备方法,其特征在于,包括如 下步骤: (1) 对乙烯基苄酯进行自由基聚合或者活性/可控自由基聚合得到聚对乙烯基苄酯; 所述的对乙烯基苄酯的结构如式(II )所示:
式(II )中,R和η的定义与权利要求1或2相同,分子量分布为I. 01~4. 0 ; (2) 在碱的作用下,步骤(1)得到的聚对乙烯基苄酯发生水解反应得到聚对乙烯基苄 醇; (3) 在氯代试剂的作用下,步骤(2)得到的聚对乙烯基苄醇发生氯代反应得到聚对乙 烯基节氯; (4) 步骤(3)得到的聚对乙烯基苄氯与硫代羧酸盐或硫代碳酸盐进行取代反应,得到 所述的苯乙烯型聚链转移剂。
4. 根据权利要3所述的苯乙烯型聚链转移剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,聚 合的温度为30°C~IKTC,聚合的时间为1小时~3天。
5. 根据权利要3所述的苯乙烯型聚链转移剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,聚 合过程通过自由基聚合或可控/活性自由基聚合进行。
6. 根据权利要3所述的苯乙烯型聚链转移剂的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所 述的硫代羧酸盐或硫代碳酸盐为烷基三硫代碳酸盐、二硫代苯甲酸盐或烷基黄原酸盐。
7. -种柱状聚合物刷的制备方法,其特征在于,包括: 在引发剂或热的作用下,权利要求1或2所述的苯乙烯型聚链转移剂调控含双键单体 进行RAFT聚合反应,得到所述的柱状聚合物刷。
8. 根据权利要7所述的柱状聚合物刷的制备方法,其特征在于,所述的含双键单体包 括丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、苯 乙烯及其衍生物。
9. 根据权利要7所述的柱状聚合物刷的制备方法,其特征在于,所述的RAFT聚合反应 的温度为30°C~110°C,聚合反应的时间为1小时~3天。
10. -种柱状聚合物刷,其特征在于,由权利要求7~9任一项所述的制备方法制备得 到。
【专利摘要】本发明公开了一种苯乙烯型聚链转移剂、其制备方法以及在制备柱状聚合物刷中的应用,该苯乙烯型聚链转移剂,为结构如式(Ⅰ)所示的聚合物,其中,n为10~20000,m为1~20000,分子量分布为1.01~4.0,R为烷基或苯基;R’为烷基、苯基、烷氧基、烷硫基、苯氧基或者苯硫基。其制备方法以分子量可控的聚对乙烯基苄酯为前体,经水解、氯代、取代等后官能化反应制备聚苯乙烯主链聚链转移剂。本发明所使用的聚链转移剂,聚合度可达20000,可用于调控多类含双键单体通过R端增长方式聚合制备柱状聚合物刷。
【IPC分类】C08F2-38, C08F112-14, C08F8-20, C08F257-00, C08F8-34, C08F8-12
【公开号】CN104628897
【申请号】CN201510032457
【发明人】凌君, 王一飞, 黄雁鑫
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月22日
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