[发明专利]一种基于ATRP方法制备PVDF两亲性聚合物的方法

说明书

一种基于ATRP方法制备PVDF两亲性聚合物的方法，属于两亲性聚合物制备领域。所述方法如下：配制PVDF溶液；加入叔胺类物质BDMA或DMP‑30；加入CuCl；加入NVP；加热反应；产物脱泡冷却至室温，采用非溶剂致相分离法对产物进行提纯。本发明以叔胺类物质BDMA和DMP‑30为配体，N上均连有供电子基，因此N的电负性较强，配位效果好，作为配体与CuCl形成配合物，应用到ATRP方法制备PVDF两亲性聚合物，达到反应活性可控的目的。BDMA和DMP‑30，相对而言制备比较简便、价格低廉，作为ATRP的配体效果好，适用于工业化应用。

技术领域

本发明属于两亲性聚合物制备领域，具体涉及一种基于ATRP方法制备PVDF两亲性聚合物的方法。

背景技术

含氟材料如聚偏氟乙烯（PVDF）其结构中C-F键的键能较高，使其具有良好的化学稳定性、热稳定性、力学性能以及成膜性能，从而得到了广泛的应用。而PVDF较高的键能也使其表现为强疏水性，进而导致PVDF材料在水介质应用过程中容易吸附蛋白质和有机物质等，从而对材料造成污染，影响材料本身良好性能的发挥，降低PVDF材料的使用寿命。因此PVDF材料的亲水改性是十分必要的。目前，PVDF 材料的改性主要集中在成品的表面改性，其本体并未得到亲水改性。而对PVDF原材料进行改性，可从根本上改善PVDF的亲水性和抗污染性，提高其与溶剂的相容性，其中原子转移自由基聚合(ATRP)因其对接枝反应的可控性以及PVDF 上的二级氟原子可直接作为大分子引发剂的优点而被广泛应用于PVDF材料的改性研究。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中PVDF亲水性、抗污染性、与溶剂的相容性较差的问题，提出一种基于ATRP方法制备PVDF两亲性聚合物的方法，该方法分别以叔胺类物质N,N-二甲基苄胺（BDMA）、三-(二甲胺基甲基)苯酚（DMP-30）为配体，氯化亚铜（CuCl）为催化剂，NVP为接枝单体，通过ATRP方法制备主链疏水、侧链亲水的PVDF两亲性聚合物。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于ATRP方法制备PVDF两亲性聚合物的方法，所述方法具体步骤如下：

步骤一：以NMP为溶剂配置质量分数为1-25%的PVDF溶液，N₂保护下，水浴加热到25-80℃并机械搅拌使溶液混合均匀；

步骤二：将步骤一制得的溶液冷却至室温，按一定比例加入叔胺类物质，使叔胺类物质占PVDF的质量分数为3-20%，N₂保护下搅拌5-20分钟，使溶液混合均匀；

步骤三：室温下将一定比例的CuCl加入到步骤二得到的溶液中，使添加的CuCl占PVDF的质量分数为0.5-10%，N₂保护下搅拌5-20分钟，使溶液混合均匀；

步骤四：室温下将一定比例的NVP加入到步骤三的溶液中，使PVDF：NVP的质量比为1：10-10：1，N₂保护下搅拌10-40分钟，使溶液混合均匀；

步骤五：在N₂保护与机械搅拌下，将步骤四的溶液加热到60-100℃使NVP通过ATRP方法接枝到PVDF上，反应2-24小时；

步骤六：将步骤五的产物PVDF-g-PVP脱泡冷却至室温，采用非溶剂致相分离法用水对产物进行提纯。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

本发明分别以叔胺类物质BDMA和DMP-30为配体， N上均连有供电子基，因此N的电负性较强，配位效果好，作为配体与CuCl形成配合物，应用到ATRP方法制备PVDF两亲性聚合物，达到反应活性可控的目的。

基于ATRP方法以叔胺类物质BDMA和DMP-30为配体的PVDF两亲性聚合物的制备方法，使得改性的PVDF材料具有较好的亲水性。