[发明专利]一种近分子量单分散聚合物刷及其合成方法

说明书

本发明提供一种近分子量单分散聚合物分子刷及其合成方法，通过使用高聚合度且分子量分布较窄的聚合物主链作为引发剂，在异丙醇和二甲基亚砜的混合溶剂中进行聚合反应，既保证了高分子主链可以溶解于溶剂，又保证了所合成的聚合物分子刷具有近单分散的分子量分布。解决了现有聚合物分子刷分子量增大到一定程度，随着分子量进一步增大，总会伴随着分子量分布的变宽的问题。

技术领域

本发明涉及聚合物分子刷，具体涉及一种近分子量单分散的聚合物分子刷及合成方法。

背景技术

聚合物分子刷是一类刷状分子，其侧链之间紧密堆积并相互排斥使得主链完全伸展，因而具有不同于线形高分子的独特性质。聚合物分子刷的物理特性主要取决于紧密接枝的侧链，紧密接枝的侧链之间相互排斥使得主链伸展，具有不同于线型高分子的独特性能，从而在生物医药领域、杂化材料领域(如作为单分子模板)有着广泛的潜在应用。

使用一般的聚合方法合成聚合物分子刷时，当分子量增大到一定程度，随着分子量进一步增大，总会伴随着分子量分布的变宽，导致聚合物分子刷难以进行一些应用方面的研究，如在作为模板制备纳米棒或纳米管时，所制备的纳米棒或纳米管的尺寸分散性很差，导致失去某些特殊的性质或者难以应用于某些特殊场景。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种近分子量单分散聚合物分子刷及其合成方法，解决了现有聚合物分子刷分子量增大到一定程度，随着分子量进一步增大，总会伴随着分子量分布的变宽的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种近分子量单分散聚合物分子刷的合成方法，包括以下步骤：

1)将聚合物主链溶于二甲基亚砜和异丙醇的混合溶液中，然后加入配体三-(N,N-二甲氨基乙基)胺，得到混合溶液1；

聚合物主链的结构单元如式(1)所示：

其中，R1和R2各自独立的为H或CH₃，X为O或N；n为100-2000，聚合物主链的分子量分布指数为1.10-1.20。

2)将侧链单体溶于混合溶液1，得到混合溶液2，除去混合溶液2内氧气，然后加入可溶性铜盐，进行反应；侧链单体为(甲基)丙烯酰胺类单体或(甲基)丙烯酸酯类单体；

3)反应结束后将所得聚合物纯化，得到聚合物分子刷。

优选的，步骤2)中，可溶性铜盐为CuCl₂和CuCl中的一种或两种的混合物。

优选的，步骤2)中，聚合物主链的结构单元、侧链单体和可溶性铜盐的摩尔比为1:(100-1000):(1-100)。

优选的，步骤2)中，反应温度为10-100℃。

优选的，步骤2)中，反应时间为0.5-48h。

优选的，步骤3)具体为：步骤2)中反应结束后将所得反应溶液除去可溶性铜盐，得到产物溶液，将所得产物溶液浓缩并向产物溶液中加入不良溶剂，析出沉淀，离心后去掉上清液，得到聚合物分子刷。

优选的，侧链单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、N-丙烯酰吗啉、N-羟乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺或N,N-二甲基丙烯酰胺。

采用所述的合成方法得到的近分子量单分散聚合物分子刷。

优选的，所述聚合物分子刷的分子量为70-2000kg/mol，分子量分布指数为1.10-1.22。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：