[发明专利]交联剂、其制备方法与用途，及二氧化碳响应聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化学领域，特别涉及一种交联剂，该交联剂的制备方法 与用途，以及一种由该交联剂形成的二氧化碳响应聚合物。

背景技术

近年来，能够感知外界环境变化(pH值、温度、离子强度、光、溶剂 等)并实时改变自身性能参数的智能材料日益受到人们的关注。随着对智能材料 研究工作的不断开展，刺激响应型聚合物引起了科研工作者越来越浓的兴趣， 并成为这一前沿课题中重要的研究对象。刺激响应性是指由于外界环境的物理 条件(如温度和电磁场)或化学条件(如pH和离子强度)的变化而引起体系宏 观性质(如体积和渗透性)的较大改变，也被称为智能或者环境敏感性。

CO₂刺激响应性聚合物是新近发展起来的一类智能型刺激响应聚合物，是指 在通入和排出CO₂后，聚合物性质能够发生可逆性变化的新型聚合物。由于调 控过程中仅仅涉及CO₂以及一些惰性气体而不引入其他杂质，因此具有多方面 的潜在应用价值。CO₂刺激响应聚合物是指在通入和排出CO₂后，聚合物性质 能够发生可逆性变化的新型聚合物。由于其独特的作用机理和智能化的转变特 性，已引起学术界的广泛关注。将CO₂作为刺激响应聚合物的调控开关这一概 念很有吸引力，因为调控过程中仅仅涉及CO₂等惰性气体的通入和释放，避免 了副产物的产生及体系的污染。这样一种利用“绿色”开关控制的刺激响应聚 合物将在传感器、表面黏合剂以及药物输送载体方面有潜在的应用。

现有技术中CO₂刺激响应的聚合物一般由CO₂刺激响应的聚合物单体聚合 形成，其中，CO₂刺激响应的聚合物单体包括含有脒基或胺基功能基团的苯乙烯 类和丙烯酰胺类以及丙烯酸酯类化合物，如下所示：

CO₂刺激响应的聚合物单体在通入和排出CO₂后，其亲水性和亲油性会发 生显著的变化，进而影响聚合物的亲水性和亲油性的变化。现有技术中还没有 关于CO₂刺激响应的可交联聚合物单体(交联剂)以及通过交联剂形成聚合物 的报道。CO₂刺激响应交联剂将有助于新型二氧化碳响应聚合物，如CO₂刺激 响应性树脂和凝胶等智能聚合物材料的构筑。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种交联剂，以将交联剂和聚乙烯醇交联 形成新的二氧化碳响应聚合物。

本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种交联剂，为具有结构式(I)的化合物，

本发明还提供了上述交联剂的制备方法，首先，于45～60℃下，在碱的存 在下，将1,4-二溴-2,3-丁二醇与过量的二乙胺在极性溶液中反应生成1,4-二二乙 胺基-2,3-丁二醇；然后，于8～12℃下，在三乙基胺的存在下，将1,4-二二乙胺 基-2,3-丁二醇与甲基丙烯酰氯在无水碳酸二甲酯中反应生成。

一些实施方案中，该制备方法包括如下步骤：

(1)0℃下，于去离子水中，将碱溶解，得到碱溶液；随后将二乙胺加入 到碱溶液中，5～20分钟后，再将1,4-二溴-2,3-丁二醇加入到碱溶液中混合，得 到第一反应液；

(2)将第一反应液置于45～60℃下，反应7～12小时，得到含有1,4-二二 乙胺基-2,3-丁二醇的反应液；

(3)将含有1,4-二二乙胺基-2,3-丁二醇的反应液进行减压浓缩，将所得固 体残渣溶解于碳酸二甲酯中，过滤，收集滤液，再将滤液进行减压浓缩，得到 纯化的1,4-二二乙胺基-2,3-丁二醇；

(4)于碳酸二甲酯中溶解三乙基胺和步骤(3)所得1,4-二二乙胺基-2,3- 丁二醇，得到混合液，后在氮气氛围下，将混合液降温至8～12℃，再将甲基丙 烯酰氯的碳酸二甲酯溶解液加入至混合液中，搅拌反应7～12小时。

一些实施方案中，在步骤(4)之后还包括如下步骤：

(5)将步骤(4)所得溶液过滤，收集滤液，将滤液去除三乙胺后进行氧 化铝柱层析。