[发明专利]一种具有低表面能及光控润湿特性的梯度分子刷聚合物及其制备方法

权利要求书

1.一种梯度分子刷聚合物，其特征在于，所述的梯度分子刷聚合物的主链为甲基丙烯酸七氟丁酯和甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物，侧链是聚甲基丙烯酸螺吡喃酯，其化学结构式如下：

其中，m为65～130之间的整数，n为50～100之间的整数，r为1～5之间的整数，并且该梯度分子刷聚合物的数均分子量Mn为60700～336500，分子量分布为1.24～1.44。

2.一种合成如权利要求1所述梯度分子刷聚合物的方法，其包括以下步骤：

1）甲基丙烯酸2-（三甲基硅氧基）乙酯的制备：将无水乙醚、甲基丙烯酸羟乙酯、三乙胺加入反应容器中，反应容器置于冰浴中，然后向反应容器中滴加三甲基氯硅烷进行反应，先在冰浴条件下反应，然后在室温条件下反应；反应结束后向反应液中加入去离子水，静置分层取上层清液，洗涤，干燥，去除有机溶剂，即获得本发明中的甲基丙烯酸-2-（三甲基硅氧基）乙酯；

2）甲基丙烯酸七氟丁酯与甲基丙烯酸-2-（三甲基硅氧基）乙酯的梯度共聚物的制备：组分1的制备：将甲苯，4,4’-二壬基-2,2’-联吡啶，CuBr，CuBr₂和甲基丙烯酸-2-（三甲基硅氧基）乙酯加入到反应容器中抽真空通入惰性气体，并在惰性气体的保护下加入引发剂二溴异丁酸乙酯；将组分2甲基丙烯酸七氟丁酯转移至密闭的针筒中，通过微量进样泵恒速滴加使组分1和组分2之间反应；反应结束后对聚合物溶液进行后处理，除去催化剂和溶剂，沉淀，干燥后获得甲基丙烯酸七氟丁酯与甲基丙烯酸-2-（三甲基硅氧基）乙酯的梯度共聚物；

3）溴封端的具有梯度结构的大分子引发剂的制备：

对步骤2）中制备的甲基丙烯酸七氟丁酯与甲基丙烯酸-2-（三甲基硅氧基）乙酯的梯度共聚物进行脱保护反应和酯化反应合成溴封端的具有梯度结构的大分子引发剂：将步骤2）中获得的甲基丙烯酸七氟丁酯与甲基丙烯酸-2-（三甲基硅氧基）乙酯的梯度共聚物溶于四氢呋喃中形成聚合物溶液，然后把四丁基氟化铵和氟化钾加入到所述的聚合物溶液中室温搅拌反应，反应结束后，加入三乙胺，在恒温冰浴中恒压滴加2-溴异丁基酰溴，其在室温条件下反应，反应结束后对反应产物进行浓缩，沉淀，干燥处理即获得溴封端的具有梯度结构的大分子引发剂；

4）主链为甲基丙烯酸七氟丁酯和甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物侧链是聚甲基丙烯酸螺吡喃酯的梯度分子刷聚合物的制备：

将步骤3）中的溴封端的具有梯度结构的大分子引发剂、甲苯、1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺和催化剂CuBr加入到反应容器中，对反应器抽真空并通惰性气体，密闭搅拌均匀后加入甲基丙烯酸螺吡喃酯甲苯溶液进行反应；反应结束后反应溶液经四氢呋喃稀释，除去催化剂和溶剂，沉淀，干燥即获得为甲基丙烯酸七氟丁酯和甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物且侧链是聚甲基丙烯酸螺吡喃酯的梯度分子刷聚合物。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1）中，所述的甲基丙烯酸羟乙酯、三乙胺和三甲基氯硅烷的摩尔比为1:1～2:1～2。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2）中所述的CuBr，CuBr₂，4,4’-二壬基-2,2’-联吡啶，甲基丙烯酸-2-（三甲基硅氧基）乙酯、甲基丙烯酸七氟丁酯和二溴异丁酸乙酯的比例为1:0.05:1～5:100～200:100:1；步骤2）中所述的后处理包括沉淀处理，所述的沉淀处理中的沉淀剂为60-90℃石油醚。

5.如权利要求2中所述的方法，其特征在于，步骤3）的中甲基丙烯酸七氟丁酯与甲基丙烯酸-2-（三甲基硅氧基）乙酯的梯度共聚物中甲基丙烯酸2-（三甲基硅氧基）乙酯含量、氟化钾与四丁基氟化铵的摩尔比为10～100:10～100:1；步骤3）的中反应后的沉淀步骤所用的沉淀剂为甲醇。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3）的中甲基丙烯酸七氟丁酯和甲基丙烯酸羟乙酯的线性共聚物中甲基丙烯酸羟乙酯含量、三乙胺与2-溴异丁基酰溴的摩尔比为1:3～4:1.5～2。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤4）中甲基丙烯酸螺吡喃酯、溴封端的具有梯度结构的大分子引发剂中的引发位点、CuBr、1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺的摩尔比为1～10:1:1:1～3。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤4）中反应后处理的沉淀步骤中所用的沉淀剂为甲醇。