[发明专利]一种含叠氮基高分子聚合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种含叠氮基高分子聚合物的制备方法，属于化学合成和高分子材料技术领域。本发明所提供的叠氮基聚合物的聚合方法，包括：在充满氮气的反应器中加入溴苯基化合物作为引发剂，加入叠氮单体，加入曙红Y作为光催化剂，加入三乙胺作为辅助催化剂，加入有机溶剂，在室温，7W蓝色LED灯照射下搅拌6‑10h，将产物反应液倒入无水甲醇中析出固体，抽滤甲醇溶液，得到聚合物固体，将其烘干，称重。本发明通过可见光促进下叠氮单体在催化剂作用下聚合成高分子化合物，反应条件温和、能耗低、对环境友好，可以高产量的得到分子分布较窄的叠氮聚合物。

技术领域

本发明涉及一种含叠氮基高分子聚合物的制备方法，属于化学合成和高分子材料技术领域。

背景技术

叠氮基聚合物在军工、航天及材料领域应用广泛，其不仅可以作为火箭推进剂的交联剂和表面性能材料，还可以用于制造各种功能材料，是一种拥有广阔应用前景的高分子材料。特别自2004年，Sharpless提出点击化学概念以来，通过叠氮基团和炔烃反应制备出各种功能性高分子材料成为目前的研究热点。但是叠氮基团活性较高，是一类典型的含能基团，在传统热促进的聚合反应中容易因放热而引发爆炸的危险。自由基链式聚合是合成聚合物的有效方法，但是由于叠氮基团对热和紫外光都比较敏感，传统的自由基聚合方法无法实现叠氮单体的活性可控。目前报道的叠氮单体的活性可控聚合主要有(1)传统的过氧化苯甲酰(BPO)/N，N-二甲基苯胺(DMA)作为引发剂的RAFT聚合，但该方法在本体聚合中仅有20％的转化率；(2)铜催化的原子转移自由基聚合，但该方法获得的叠氮聚合物的分子量分布较宽，达到1.44；(3)Coγ射线辐射引发的RAFT聚合，该方法需要特殊的装置产生γ射线源，在实际应用方法有较大的局限。以上合成叠氮聚合物的方法均存在不足之处，这在很大程度上限制了叠氮高分子材料的研究和应用，因此，开展含叠氮基团聚合物的研究十分重要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明开发了基于可见光促进的下叠氮单体发生可控活性聚合的新方法。该聚合方法反应条件温和，操作简单，催化剂廉价易得，且叠氮基团在反应过程中得到良好的保护，所得聚合物分子量可控、分子量分布较窄，为含叠氮基团聚合物的活性可控聚合提供了有效途径。

本发明所提供的叠氮基聚合物的聚合方法，包括：在抽除氧的反应器中依次加入引发剂、叠氮单体、光催化剂、辅助催化剂胺、溶剂，并在可见光照射下搅拌反应。

在一种实施方式中，所述引发剂可以是α-溴苯基乙酸乙酯。

在一种实施方式中，所述叠氮单体可以是：甲基丙烯酸芳基叠氮化物、甲基丙烯酸已酯叠氮化物、甲基丙烯酸羰基叠氮化物、3-氯-4-叠氮苯酯、甲基丙烯酸间位叠氮化物等中的一种。

在一种实施方式中，所述α-溴苯基乙酸乙酯、叠氮单体、催化剂摩尔比为1:100:1-1:600:1。

在一种实施方式中，所述辅助催化剂胺(还原剂)的种类可以是有机胺类物质，具体的可以是三乙胺、五甲基二乙烯三胺、二乙胺。

在一种实施方式中，所述溶剂可以是常见有机溶剂，例如四氢呋喃。

在一种实施方式中，所述所述可见光具体可以是蓝色光、绿色光等

在一种实施方式中，所述搅拌反应的时间为6-10h。

在一种实施方式中，所述反应温度为室温。

本发明还提供按照上述方法制备得到的叠氮基聚合物及其应用。

在一种实施方式中，所述应用包括用在军工、航天及材料领域应用，比如作为火箭推进剂的交联剂或者表面性能材料。

本发明的有益效果：

本发明的反应条件是在常温条件下，使用可见光促进反应，反应条件温和，能耗小，对环境友好。本发明可以反应得到拥有较窄分子量分布的叠氮聚合物。