专利名称：一种嵌段聚合物刷的制备方法
技术领域：
本发明涉及聚合物合成领域，具体涉及ー种嵌段聚合物刷的制备方法。
背景技术：
聚合物刷是指聚合物分子链的一端连接于基底表面或界面而形成的ー种特殊的高分子结构，它是研究许多实际高分子体系的典型模 型，如聚合物胶束，吸附或接枝在液液、液气、固液界面的嵌段共聚物，接枝到基底表面的聚合物等。而具有刺激响应性聚合物刷是指聚合物刷在一定的外界条件(如光、温度、溶剂、电场、磁场、应カ等)刺激下能够做出响应变化，聚合物链的构象发生改变从而使表面性质如表面润湿性、摩擦性、粘接性、吸附性等发生变化。刺激响应性聚合物刷有着非常广泛的用途，在胶体粒子的稳定、药物输送、蛋白的识别和可逆吸附、微流芯片、化学传感器等领域有重要的应用。目前，制备嵌段聚合物刷主要有“接枝到表面”和“从表面接枝”两种方法。“接枝到表面”方法是指在适当的条件下，带有功能端基的聚合物链与基底表面的功能基团发生反应，从而将聚合物链接枝到基底表面。该方法较为简便，但是最終由于空间位阻和端基的反应活性的影响使接枝的聚合物链的密度较低(一般小于O. lchains/nm2)。“从表面接枝”方法是指聚合物単体通过共价键和在表面的引发剂引发聚合，形成接枝到表面的聚合物链。该方法主要有几种聚合手段活性开环聚合、活性阴离子聚合、活性阳离子聚合、开环歧化聚合、氮氧调控聚合、可逆加成-断裂链转移自由基聚合、原子转移自由基聚合。因该方法通过单体聚合反应，有效克服了空间位阻，所以，通常能达到较高的接枝密度。但该方法的对单体有限制，必须是含有こ烯基的単体才能引发原子转移自由基聚合，限制了聚合物刷的种类。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供ー种条件温和，单体选择范围广的嵌段聚合物刷的制备方法。为了解决以上技术问题，本发明提供了一种嵌段聚合物刷的制备方法，包括a)将表面羟基修饰的基底在氨基修饰剂溶液中浸泡，在所述基底上引入氨基；b)用多元含卤引发剂与所述基底上的氨基反应，得到含有引发剂基团的基底；c)将所述含有引发剂基团的基底与催化剂、配体、苯こ烯単体混合，发生原子转移自由基聚合，得到苯こ烯聚合物刷；d)将所述苯こ烯聚合物刷经叠氮化处理后与聚こニ醇甲醚こ炔发生点击化学反应，得到苯こ烯-b-聚こ烯醇聚合物刷。 优选的，所述多元含卤引发剂为2-溴异丁酰溴或2-氯异丁酰氯。优选的，步骤a)中的基底为硅片、玻片或聚酯片。优选的，所述氨基修饰剂溶液为(3-氨丙基)三甲氧基硅烷的甲苯溶液。优选的，所述催化剂为氯化铜、氯化亚铜、溴化铜和溴化亚铜中的ー种或多种。
优选的，所述配体为N，N，N'，N"，N"-五甲基ニこ烯基三胺。优选的，苯こ烯单体与聚こニ醇甲醚こ炔按摩尔比为I : 400 800。优选的，步骤d)具体为dl)将步骤c)得到的苯こ烯聚合物刷浸入含有叠氮化试剂的有机溶液中，发生反应，得到叠氮基团封端的苯こ烯聚合物刷；d2)将所述叠氮基团封端的苯こ烯聚合物刷浸入含有聚こニ醇甲醚こ炔和配体的有机溶液中，发生点击化学反应，得到苯こ烯-b_聚こ烯醇聚合物刷。优选的，所述叠氮化试剂为叠氮化钠或叠氮化钾。
优选的，所述有机溶液的溶剂为甲苯或N，N-ニ甲基甲酰胺的。本发明提供了一种嵌段聚合物刷的制备方法，包括a)将表面羟基修饰的基底在氨基修饰溶液中浸泡，在所述基底上引入氨基；b)用多元含卤引发剂与所述基底上的氨基反应，得到含有引发剂基团的基底；c)将所述含有引发剂基团的基底与催化剂、配体、苯こ烯单体混合，发生原子转移自由基聚合，得到苯こ烯聚合物刷；d)将所述苯こ烯聚合物刷经叠氮化处理后与聚こニ醇甲醚こ炔发生点击化学反应，得到苯こ烯-b_聚こ烯醇聚合物刷。本发明提供的制备方法，是以“表面接枝”方法制备聚合物刷，在有羟基修饰的基底上通过苯こ烯单体原子转移自由基聚合后再通过点击化学反应与ニ醇甲醚こ炔形成嵌段聚合物刷。由于在形成苯こ烯后，原子转移自由基聚合就停止了，需要对苯こ烯聚合物刷的端基进行修饰，才能进行与聚こニ醇嵌段的点击化学反应。而所述端基的修饰剂为叠氮基团，与こ炔基能够迅速的结合，不需要高温高压等条件，常温下就可聚合，条件较温和；另外，本发明提供的制备方法选用的是单体除苯こ烯外还有聚こニ醇甲醚こ炔，使聚合物刷有了新的功能，所以拓展了苯こ烯聚合物刷的使用领域。
具体实施例方式为了进一歩了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进ー步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。名词解释原子转移自由基聚合(AtomTransfer Radical Polymerization, ATRP):此方法主要以简单的有机卤化物为引发剂，过渡金属络合物为卤原子载体，通过氧化还原反应，在活性种与休眠种之间建立动态平衡，实现对聚合反应的控制。
权利要求
1.一种嵌段聚合物刷的制备方法，其特征在于，包括 a)将表面羟基修饰的基底在氨基修饰剂溶液中浸泡，羟基与所述氨基修饰剂反应，在所述基底上引入氨基； b)用多元含卤引发剂与所述基底上的氨基反应，得到含有引发剂基团的基底； c)将所述含有引发剂基团的基底与催化剂、配体、苯こ烯単体混合，发生原子转移自由基聚合，得到苯こ烯聚合物刷； d)将所述苯こ烯聚合物刷经叠氮化处理后与聚こニ醇甲醚こ炔发生点击化学反应，得到苯こ烯-b-聚こ烯醇聚合物刷。
2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述多元含卤引发剂为2-溴异丁酰溴或2-氯异丁酰氯。
3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中的基底为硅片、玻片或聚酯片。
4.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氨基修饰剂溶液为(3-氨丙基)三甲氧基硅烷的甲苯溶液。
5.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氯化铜、氯化亚铜、溴化铜和溴化亚铜中的ー种或多种。
6.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在干， 所述配体为N，N，N'，N"，N"-五甲基ニこ烯基三胺。
7.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，苯こ烯单体与聚こニ醇甲醚こ炔按摩尔比为I : 400 800。
8.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，步骤d)具体为 dl)将步骤c)得到的苯こ烯聚合物刷浸入含有叠氮化试剂的有机溶液中，发生反应，得到叠氮基团封端的苯こ烯聚合物刷； d2)将所述叠氮基团封端的苯こ烯聚合物刷浸入含有聚こニ醇甲醚こ炔和配体的有机溶液中，发生点击化学反应，得到苯こ烯-b-聚こ烯醇聚合物刷。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在干，所述叠氮化试剂为叠氮化钠或叠氮化钾。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶液的溶剂为甲苯或N，N-ニ甲基甲酰胺的。
全文摘要
本发明提供了一种嵌段聚合物刷的制备方法，包括a)将表面羟基修饰的基底在氨基修饰溶液中浸泡，在所述基底上引入氨基；b)用多元含卤引发剂与所述基底上的氨基反应，得到含有引发剂基团的基底；c)将所述含有引发剂基团的基底与催化剂、配体、苯乙烯单体混合，发生原子转移自由基聚合，得到苯乙烯聚合物刷；d)将所述苯乙烯聚合物刷经叠氮化处理后与聚乙二醇甲醚乙炔发生点击化学反应，得到苯乙烯-b-聚乙烯醇聚合物刷。本发明提供的刺激响应性嵌段聚合物刷的制备方法条件温和，单体选择范围广，产品应用面广。
文档编号C08G81/02GK102675654SQ201210105370
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者姬相玲, 杨木泉, 毛骏, 王大鹏, 董志鑫 申请人:中国科学院长春应用化学研究所