[发明专利]一种POSS为核具有UCST和UV响应性的星形杂化材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料和生物医学工程领域，具体涉及一种POSS为核具有UCST和UV响应性的星形杂化材料的制备方法。

背景技术

多面体低聚倍半硅氧烷（Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane，简称POSS）是一种纳米尺度笼状结构的低聚硅氧烷，其结构通式为（RSiO_1.5)_n，其中n=6、8、10、12等，R为有机官能团。POSS本身为核壳结构，R基团构成的外壳增加了POSS与聚合物之间的相容性。以 POSS 为核的有机-无机杂化材料，因其独特的制备方法和优异的性能，引起了人们的广泛关注。Kazuo等（Kazuo Tanaka, Yoshiki Chujo. J. Mater. Chem., 2012,22, 1733）研究了基于POSS而改性的功能材料，并且阐述了POSS作为重要材料的应用设计理念。POSS材料以其优良的热稳定性能、力学性能和结构特点拥有着广泛的应用前景。。

温度响应性聚合物因其在纳米科技、药物控释等领域有很大的应用前景，一直以来都是人们研究的重点。在温度响应性聚合物中，有一类聚合物在温度高于某一临界温度时，会从不能溶解转变为可以溶解，这一温度称为该聚合物的最高临界共溶温度(UCST)，这类聚合物被称为有UCST的聚合物。Seiya等（Seiya Kikuchi, Yougen Chen, Keita Fuchise, Kenji Takada. Polym. Chem., 2014,5, 4701）制备了一系列含有聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯的星形嵌段共聚物，并且对每种星形的聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯聚合物运用酯交换的方法进行侧臂断裂实验，分析其侧臂数和长度整齐数，得出了不同的聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯链长度和侧臂数会影响聚合的聚集形态和拥有不同的UCST温度。

利用POSS本身良好的生物相容性、热稳定性以及生物活性，结合原子转移自由基聚合这种先进的活性聚合方法，在POSS核上引入聚（甲基丙烯酸偶氮苯氧己基酯-b-N,N-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯）链段，再通过季胺化反应，制备具有UCST和UV响应性的星形有机-无机杂化材料，这在生物医学、纳米药物载体等诸多领域将具有广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种POSS为核具有UCST和UV响应性的星形杂化材料的制备方法。

本发明的目的是将具有UCST和UV响应性的聚合物引入到POSS上，使所获得的八臂星形聚合物具有良好的温度和紫外光响应性。本发明以商业化的DMAEMA为单体，采用原子转移自由基聚合的方法，制备一系列以POSS为核具有UCST和UV响应性的星形杂化材料。

本发明提出的POSS为核具有UCST和UV响应性的星形杂化材料的制备方法，具体步骤如下：

将八氯丙基POSS溶于溶剂A中，按照八氯丙基POSS上氯原子摩尔数10～150倍的量加入单体甲基丙烯酸偶氮苯氧己基酯，加入催化剂B，体系在氩气或氮气保护下反应，反应温度为25～120^oC，反应时间为6～48小时后，再加入N,N-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯单体，加入的N,N-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯单体的量为八氯丙基POSS上氯原子摩尔数20～250倍，体系在氩气或氮气氛围下继续反应，反应温度为25～120^oC，反应时间为6～48小时，除去催化剂B后，经沉淀剂C沉淀，将沉淀物过滤烘干至恒重，再将所得的产物溶于四氢呋喃中，加入1,3-丙磺酸内酯，在20～60℃下反应6～48小时，经过旋蒸抽滤、冷冻干燥，得到POSS为核具有UCST和UV响应性的星形杂化材料。

本发明中，所述溶剂A为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种或几种。

本发明中，所述溶剂D为四氢呋喃、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种。

本发明中，所述沉淀剂E为正己烷、环己烷、乙醚、石油醚中的一种或几种。