[发明专利]刷状共聚物

说明书

发明领域

本发明涉及共聚材料及其制造方法。

发明背景

如Zhang，M.；Müller，A.H.E.J.Polym.Sci.，PartA：Polym.Chem.2005，43，3461-3481中所讨论的，作为一种重要的纳米尺度的单一大分子的类型，刷状共聚物由于其特殊的性能吸引了特别的关注，并在开发用于其制备的精细合成方法方面引起极大的兴趣。

Hsieh，H.L.；Quirk，R.P.，Anionic Polymerization：Principles andPractical Applications.Marcel Dekker：New York，1996中公开，刷状共聚物一般可以通过“接出(grafting from)”(从聚合物骨架接枝生长)、“直接接枝(grafting through)”(大分子单体的聚合)和“接入(grafting onto)”(使用多官能团偶联剂的聚合偶联反应)途径获得。如H.G.；Beers，K.；Matyjaszewski，K.；Sheiko，S.S.；M.Macromolecules 2001，34，4375-4383和Zhang，M.；Breiner，T.；Mori，H.；Müller，A.H.E.Polymer 2003，44，1449-1458中所公开的，由赋予核-壳形态的二嵌段接枝组成的独特刷状共聚物纳米结构也已经由ATRP或NMP通过“接出”途径制备。Zhang，M.；Drechsler，M.；Müller，A.H.E.Chem.Mater.2004，16，537-543中公开了制备核-壳纳米材料的单个大分子模板。

本发明涉及具有明确(well-defined)的组成、结构和性质的聚合物基的纳米物体，尤其涉及如具有核-壳形态的球体、圆柱体和其它形状的纳米尺度的单一分子。

本发明允许对整个大分子结构进行更高程度的控制，因而，本发明的焦点在于刷状聚合物及其向其它类型纳米材料的转化上。

因为正常情况下刷状聚合物的合成一般需要复杂和耗时的程序，本发明公开了制备刷状聚合物的简易的合成方法。

发明描述

本发明涉及式1的刷状共聚物：

式1

其中，M₁是可从开环易位聚合(ROMP)获得的单元；

R是烷基、醚、酯或芳基单元；

M₂和M₃独立地选自可通过可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)获得的单元；

X是选自二硫代酯、三硫代碳酸酯、黄原酸酯的末端单元；且

m是2-1,000,000的整数，n是2-500,000的整数，和k是2-500,000的整数。

本发明进一步涉及式3的核-壳刷状共聚物：

式3

其中，m是2-1,000,000的整数，n是2-500,000的整数，且k是2-500,000的整数。

本发明的另外的一方面是式4的核-壳刷状共聚物：

式4

其中，m是2-1,000,000的整数，x是0-1的值，n是2-500,000的整数，且k是2-500,000的整数。

本发明进一步涉及制造上述聚合物的方法，其中，该制造方法包括串联的ROMP(开环易位聚合)和RAFT(可逆加成断裂链转移聚合)的步骤。

发明详述

本发明涉及核-壳刷状共聚物。

核-壳刷状共聚物

本发明涉及包含式1的刷状共聚物的组合物：

式1

其中，M₁是可从开环易位聚合(ROMP)获得的单元，优选可从环辛二烯或降冰片烯的开环易位聚合(ROMP)获得的单元。

R是烷基、醚、酯或芳基单元；

M₂和M₃独立地选自可通过可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)获得的单元，优选为可通过苯乙烯、异戊二烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐、醋酸乙烯酯、乙烯基吡啶或乙烯基苯基甲酮的可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)获得的单元；

X是选自二硫代酯、三硫代碳酸酯、黄原酸酯的末端单元；且