[发明专利]一种光引发的高分子聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于溶液聚合技术领域，涉及一种光引发的高分子聚合物及其制备方法。

背景技术

光聚合是一种十分常用的技术，通常可分为光直接引发聚合，或光通过光引发剂引发聚合。丙烯酸树脂在紫外光照射下固化就属于前者，后者往往需要特定的光引发剂。而光引发剂通常难以合成或成本很高，而且多为消耗品。因此需要发展出其他的途径来实现光聚合。

荧光素类与罗丹明类都属于十分常见的荧光物质，经常被用于生物切片的染色。相对于传统光引发剂而言，二者使用可见光、日光进行聚合，这毫无疑问会极大地改善施工条件，减少紫外光对于人体的伤害。另外一方面，荧光素与罗丹明都易于溶解在水中、甲醇中，在聚合反应之后可以轻易的通过多次沉淀溶解的方法除净光催化剂本身的颜色，更不会产生其他光引发聚合中泛黄现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种光引发聚合的方法。另一目的是提供上述方法制备的聚合物。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种光引发的高分子聚合物的制备方法，包含以下步骤，

a)在容器中将单体与溶剂配置成一种混合溶液，并加入光催化剂；

b)在容器中通入氮气并保持密闭；

c)在光照条件下混合溶液发生聚合反应；

d)向步骤c)的溶液中加入不良溶剂，沉淀出产品后过滤并干燥，干燥后得到固体；

e)使用溶剂将步骤d)的产品溶解后，重复步骤d)的沉淀、干燥、溶解过程，直至得到无色的高分子聚合物；

所述步骤c)的光照条件用420-600nm的可见光，光照时间是6-24小时。

优选的，所述步骤a)的光催化剂的化学结构包含共轭体系，所述光催化剂是荧光素、荧光素钠、四溴荧光素、四碘荧光素、罗丹明B、罗丹明6G。

优选的，所述步骤a)的单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、丙烯腈、N,N-二甲基丙烯酰胺、丁二烯、氯乙烯、丙烯酸钠、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

优选的，所述步骤a)的溶剂是水、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、甲苯、石油醚、二甲亚砜中的至少一种。

优选的，所述步骤b)在容器中通入氮气15-40分钟。

优选的，所述步骤c)的光照强度范围是400-4000勒克斯，所述聚合反应的温度范围是0℃至40℃。

优选的，所述步骤d)的不良溶剂是氢氧化钠甲醇、甲醇。

优选的，步骤d)得到的固体中的光催化剂含量应小于等于100ppm。

上述方法制备得到的高分子聚合物，所述高分子聚合物的重均分子量范围是从1000到1,000,000g/mol。

优选的，所述高分子聚合物的重均分子量范围是在1000到400,000g/mol。

本发明的优点和有益效果：

1、可见光引发聚合，避免了紫外光对人体的危害，改善施工条件。

2、本发明所描述方法可广泛应用于多种单体、溶剂，具有广泛适用性。

3、本发明所描述方法可实现在阳光下快速聚合，可用于特殊用途。

4、本发明最后得到的聚合产物转化率高，大于等于60％。聚合物重均分子量从1000到1,000,000g/mol，得到单体转化率大于等于60％的丙烯酸及其酯类、甲基丙烯酸及其酯类、苯乙烯衍生物、乙酸乙烯酯的均聚物或共聚物。

5、为了克服光引发剂光照易变色等特点。本发明采用廉价易得的荧光物质作为可循环使用的光催化剂代替了光引发剂。荧光素与罗丹明等有机荧光物质分子中含有比较大的共轭体系，这会对光产生比较明显的吸收，吸收光的分子变成激发态，再变回基态的过程中放出荧光。

附图说明

图1是荧光素的化学结构图(a)与罗丹明B的化学结构图(b)。

图2是较低分子量的聚合物GPC测试结果图。

图3是重均分子量210,000g/mol的聚合物测试结果图。

图4是一些含有共轭结构的物质的化学结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

将5g丙烯酸，10g水，加入到透明玻璃烧瓶中，再加入0.01g罗丹明B，向瓶内通入氮气同时搅拌均匀。20分钟后，用玻璃塞盖住防止氧气进入。在550nm绿光照射下发生聚合反应，24h后取出，把产品溶液逐滴加入50ml 0.2mol/L氢氧化钠甲醇溶液中，得到聚合物沉淀，过滤干燥后重复溶解-沉淀最后得到产品。

实施例2