[发明专利]一种紫外光诱导的一锅合成嵌段聚合物的方法

说明书

本发明公开了一种紫外光诱导的一锅合成嵌段聚合物的方法，包括以下步骤：将催化剂、引发剂和丙烯酸酯系单体（或环状酯类单体）溶于溶剂中，置于惰性气体环境中反应，在磁力搅拌下室温紫外光照射条件下聚合，一定时间后加入环状酯类单体（或丙烯酸酯系单体），继续磁力搅拌下紫外照射，最后以四氢呋喃溶解聚合物，在甲醇中沉淀，分离干燥后得到聚合物。本发明涉及的聚合过程简单，不需要中间的分离纯化，一锅法连续投料得到两嵌段性能各异的嵌段共聚物，且不使用金属催化剂，得到的聚合物中无金属残留，在精细化工、智能载药以及生物材料领域有巨大的应用潜力。

技术领域

本发明属于聚合技术领域，具体涉及一种紫外光诱导的一锅合成嵌段聚合物的方法。

背景技术

功能性嵌段共聚物是由化学结构不同的链段交替聚合而成的线型共聚物，可以将各嵌段的优良性质结合在一起，得到性能比较优越的聚合物材料。活性自由基聚合中的原子转移自由基聚合和开环聚合这两种聚合方法结合起来制备聚苯乙烯、聚丙烯酸系（甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯等）和生物可降解聚酯（聚乳酸、聚己内酯和聚戊内酯等）的两嵌段共聚物成为了研究的热点。由于这两种活性聚合方法分别适用于不同结构类型的单体，从而可以结合两类单体结构优点，得到两嵌段性能各异的功能性嵌段共聚物。但是两种聚合过程中间需要一次聚合后经过分离纯化、末端功能化合成大分子引发剂后再次聚合，一方面在此过程中末端的活性基团不易接枝、功能化率低，从而引发位点的引发活性低；另一方面中间的分离纯化步骤也会浪费时间和资源，并且原子转移自由基聚合使用的过渡金属络合物催化剂在聚合过程中不消耗，难提纯，金属残留物会限制聚合物的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种紫外光诱导的一锅合成嵌段聚合物的方法，以一种有机小分子作为催化剂（既可催化原子转移自由基聚合，又能催化开环聚合），结合双位点引发剂（一端引发开环聚合，一端引发原子转移自由基聚合）得到单体转化率高（60%以上）、分子量符合理论值、分子量分布窄（1.5）的嵌段聚合物。

为了实现上述技术目的，本发明提出了一种紫外光诱导的一锅合成嵌段聚合物的方法。与传统的聚合方式不同，本发明所提供的方法主要是利用既可催化原子转移自由基聚合、又可催化开环聚合的多功能催化剂六氟磷酸三芳基磺胺盐，及同时具有开环聚合引发基团、和原子转移自由基聚合引发基团的多功能引发剂，以一锅法的方式在紫外光的诱导下诱导丙烯酸酯系单体、环状酯类单体分别反应，从而得到嵌段聚合物。概括而言，该方法包括以下步骤：

令含有多功能催化剂、多功能引发剂、及两种单体（第一单体和第二单体）在紫外光诱导下聚合，充分反应后得到一种嵌段聚合物；

]或者令含有多功能催化剂、多功能引发剂及第一单体的体系在紫外光诱导下聚合一定时间；然后加入第二单体，并继续在紫外光诱导下聚合，充分反应后得到一种嵌段聚合物；

当所述第一单体为丙烯酸酯系单体时，所述第二单体选用环状酯类单体；当所述第一单体为环状酯类单体时，所述第二单体选用丙烯酸酯系单体。

本发明具体通过以下技术方案实现：

一种紫外光诱导的一锅合成嵌段聚合物的方法，包括以下步骤：将催化剂、引发剂和丙烯酸酯系单体和环状酯类单体溶于溶剂中，置于惰性气体环境中反应，在磁力搅拌下室温紫外光照射条件下聚合，最后以四氢呋喃溶解聚合物，在甲醇中沉淀，分离干燥后得到聚合物。

或将催化剂、引发剂和丙烯酸酯系单体（或环状酯类单体）溶于溶剂中，置于惰性气体环境中反应，在磁力搅拌下室温紫外光照射条件下聚合，一定时间后加入环状酯类单体（或丙烯酸酯系单体），继续磁力搅拌下紫外照射，最后以四氢呋喃溶解聚合物，在甲醇中沉淀，分离干燥后得到聚合物。

]进一步的，所述的丙烯酸酯系单体、环状酯类单体、引发剂及催化剂的摩尔比为50-100:50-100:1:0.5-1.5。

进一步的，所述的催化剂选自有机小分子六氟磷酸三芳基磺胺盐（TSPF6），CAS号为109037-77-6。