专利名称：环境响应性多嵌段缩聚物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环境响应性多嵌段縮聚物及其制备方法，具体涉及一种同时 具有对温度、pH值响应性的多嵌段縮聚物及其制备方法。属于化学高分子材料 制备技术领域。
技术背景环境响应性聚合物是自身能够对外界环境的细微变化(刺激)做出响应，产 生相应的物理结构和化学性质的变化甚至突变的一类高分子，外界刺激可以是 温度、pH、离子强度(电解质)、电场、光等。环境响应性聚合物应用范围很广 泛，如应用于传感器、执行元件、智能开关、驱动器、显示器、光通信、药物 载体、生物催化、固定化酶、物料萃取、细胞培养、智能催化剂、智能织物、 智能调光材料、智能黏合剂、人工肌肉、记忆材料等领域，引起世界各国众多研 究者的兴趣。目前，聚氧乙烯与聚氧丙烯共聚物是功能材料中研究较多一种，这种共聚 物具有极低的临界胶束浓度、多样化的分子化学组成与结构以及由此导致的多 样化的两亲性质、极低的毒性等,它们在生物、医药、化妆品、纺织等工业中有 着较高的应用价值。但这种产品的工业生产过程比较复杂，需要在碱催化剂的 作用下对聚氧乙烯进行氧丙基化，或对聚氧丙烯进行氧乙基化；同时这种共聚 物在作为环境响应性材料使用时，仅对温度等有灵敏的响应性，诱导相转变的 条件相对比较单一。针对以上缺点，研究开发新型的聚氧乙烯与聚氧丙烯聚合 物具有十分重要的研究与经济价值。 发明内容本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种环境响应性多嵌段縮聚物 及其制备方法，这种多嵌段縮聚物的制备方法简单，原料易得，制得的该类共聚物同时具有对温度和pH值的响应特性，可作为智能型材料使用。为实现这一目的，本发明采用简单的縮合聚合方法，将含双环氧官能团的聚氧乙烯和聚氧丙烯与二元胺共縮聚，制成多嵌段縮聚物。反应过程中可使用毒性很小的溶剂作反应介质，同时反应过程中无小分子副产物生成，因此产物的后处理十分容易，产物纯度很高。本发明的环境响应性的多嵌段縮聚物的重复结构单元如下<formula>formula see original document page 4</formula>其中，R为哌嗪、脂肪族二元胺、芳香族二元胺等可作二元胺使用的单体。本发明的环境响应性多嵌段縮聚物的制备方法如下在带有搅拌，回流冷凝管烧瓶中，加入含双环氧官能团的聚氧乙烯、含双 环氧官能团的聚氧丙烯及二元胺，二元胺的摩尔量等于聚氧乙烯与聚氧丙烯的 摩尔量总和，聚氧乙烯与聚氧丙烯的摩尔比例任意调节。然后加入适量溶剂使反应物溶解，溶剂中固含量为30-70%。縮聚反应在通氮气的情况下进行，回流 4-20小时。反应结束后，除去溶剂，即得到目标产物环境响应性多嵌段縮聚物。 本发明所述的溶剂为乙醇、甲醇、氯仿、1，4-二氧六环等。 本发明所得的环境响应性多嵌段縮聚物不仅具有温度响应性，对PH值也具 有灵敏的响应性。因为该縮聚物含有聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段，所以可用于聚 氧乙烯与聚氧丙烯共聚物的应用领域。同时可以通过调节pH值或縮聚物的组成 控制聚合物的相转变温度，因此比聚氧乙烯与聚氧丙烯共聚物具有更丰富的响 应条件，具有广泛的应用价值。
图1是实施例1环境响应性多嵌段縮聚物的红外光谱。 图2是实施例1环境响应性多嵌段縮聚物的核磁氢谱。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一歩描述。以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。 实施例l在带有搅拌，回流冷凝管烧瓶中，加入含双环氧官能团的聚氧乙烯(分子 量526 g'mor1) 0.66g、聚氧丙烯(分子量640 gnnol") 6.4g和哌嗪0.95g，然 后加入15ml乙醇溶解反应物。在通氮气的情况下，回流反应10小时。反应结 束后，除去乙醇，即得到目标产物多重环境响应性多嵌段縮聚物。图l为环境响应性多嵌段縮聚物的红外谱图，采用KBr盐片法测得。图中 3448cm—1处为羟基的吸收峰，2872cm—1处为C-H振动吸收峰，1374cm—1处为甲基对 称变形振动吸收峰，1108cnT'处为C-O-C不对称伸縮振动吸收峰，840cm—1处为 CH20-变形振动吸收峰。图2为多重环境响应性多嵌段縮聚物的'H核磁谱图(溶剂为DMSO,振动频率为400MHz) : S =3. 72-3. 00为聚氧乙烯及聚氧丙烯上-CH2、 -CH氢的化学位移，S^2.30-1.80为哌嗪环上-CH2氢的化学位移，5=0.76为聚氧丙烯上_013氢的化学位移。 实施例2在带有搅拌，回流冷凝管烧瓶中，加入含双环氧官能团的聚氧乙烯(分子量526 gnnor1) 1.97g、聚氧丙烯(分子量640 g'mor1) 4.80g和哌嗪0.97g，然后加入17ml 1，4-二氧六环溶解反应物。在通氮气的情况下，回流反应11小时。反应结束后，除去1,4-二氧六环，即得到目标产物多重环境响应性多嵌段縮聚物。 实施例3在带有搅拌，回流冷凝管烧瓶中，加入含双环氧官能团的聚氧乙烯(分子 量526g'mor1) 2.63g、聚氧丙烯(分子量380 g*mol—1) 1.9g和哌嗪0.86g，然 后加入14ml甲醇溶解反应物。在通氮气的情况下，回流反应12小时。反应结 束后，除去甲醇，即得到目标产物多重环境响应性多嵌段縮聚物。
权利要求
1、一种环境响应性多嵌段缩聚物的制备方法，其特征在于包括如下步骤在带有搅拌，回流冷凝管烧瓶中，加入含双环氧官能团的聚氧乙烯、含双环氧官能团的聚氧丙烯及二元胺，二元胺的摩尔量等于聚氧乙烯与聚氧丙烯的摩尔量总和，聚氧乙烯与聚氧丙烯的摩尔比例任意调节；然后加入溶剂使反应物溶解，溶剂中固含量为30-70％；缩聚反应在通氮气的情况下进行，回流4-20小时；反应结束后，除去溶剂，即得到目标产物环境响应性多嵌段缩聚物。
2、 根据权利要求1的环境响应性多嵌段縮聚物的制备方法，其特征在于所 述的溶剂为乙醇、甲醇、氯仿或1，4-二氧六环。
3、 一种权利要求1的方法制备的环境响应性多嵌段縮聚物，其特征在于其结构如下式所示其中，R为二元胺。
4、根据权利要求3的环境响应性多嵌段縮聚物，其特征在于所述二元胺为哌嗪、脂肪族二元胺或芳香族二元胺。
全文摘要
本发明涉及一种环境响应性多嵌段缩聚物及其制备方法，采用简单的缩合聚合方法，将含双环氧官能团的聚氧乙烯和聚氧丙烯与二元胺共缩聚，制成多嵌段缩聚物，制备方法简单，原料易得。反应过程中可使用毒性很小的溶剂作反应介质，同时反应过程中无小分子副产物生成，因此产物的后处理十分容易，产物纯度很高。所得产物不仅具有温度响应性，对pH值也具有灵敏的响应性，又可以通过调节缩聚物的组成控制聚合物的相转变温度。作为聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物的扩展，该缩聚物不仅可以用于聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物原有的适用范围，还因为自身具有更丰富的环境响应条件，可以应用于更为广泛的研究与实际应用领域。
文档编号C08G65/333GK101298495SQ200810039579
公开日2008年11月5日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者任艳蓉, 杰 印, 姜学松 申请人:上海交通大学