[发明专利]环境响应性梳型缩聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境响应性梳型缩聚物及其制备方法，具体涉及一种同时具有对温度、pH值响应性的梳型缩聚物及其制备方法。属于化学高分子材料制备技术领域。

背景技术

环境响应性聚合物是自身能够对外界环境的细微变化(刺激)做出响应，产生相应的物理结构和化学性质的变化甚至突变的一类高分子，外界刺激可以是温度、pH、离子强度(电解质)、电场、光等。环境响应性聚合物应用范围很广泛，如应用于传感器、执行元件、智能开关、驱动器、显示器、光通信、药物载体、生物催化、固定化酶、物料萃取、细胞培养、智能催化剂、智能织物、智能调光材料、智能黏合剂、人工肌肉、记忆材料等领域，引起世界各国众多研究者的兴趣。

目前，聚氧乙烯与聚氧丙烯共聚物是功能材料中研究较多一种，这种共聚物具有极低的临界胶束浓度、多样化的分子化学组成与结构以及由此导致的多样化的两亲性质、极低的毒性等，它们在生物、医药、化妆品、纺织等工业中有着较高的应用价值。但这种产品的工业生产过程比较复杂，需要在碱催化剂的作用下对聚氧乙烯进行氧丙基化，或对聚氧丙烯进行氧乙基化；同时这种共聚物在作为环境响应性材料使用时，仅对温度等有灵敏的响应性，诱导相转变的条件相对比较单一。针对以上缺点，研究开发新型的聚氧乙烯与聚氧丙烯聚合物具有十分重要的研究与经济价值。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种环境响应性梳型缩聚物及其制备方法，这种梳型缩聚物的制备方法简单，原料易得，制得的该类共聚物同时具有对温度和pH值的响应特性，可作为智能型材料使用。

为实现这一目的，本发明采用简单的缩合聚合方法，将含双环氧官能团的聚氧乙烯或聚氧丙烯与哌嗪和长链伯胺共缩聚，制成梳型缩聚物。反应过程中可以只使用毒性很小的溶剂做反应介质，同时反应过程中无小分子副产物生成，因此产物的后处理十分容易，产物纯度很高。

本发明的环境响应性的梳型缩聚物的重复结构单元如下：

其中，R₁为聚氧乙烯或聚氧丙烯；R₂为十八胺、L100、L300、B100等长链伯胺。

本发明的环境响应性梳型缩聚物的制备方法如下：

在带有搅拌，回流冷凝管烧瓶中，加入含双环氧官能团的聚氧烯类大单体、哌嗪和长链伯胺，聚氧烯类大单体的摩尔量等于长链伯胺与哌嗪的摩尔量总和，长链伯胺与哌嗪的摩尔比例任意调节；然后加入溶剂使反应物溶解，溶剂中固含量为30-70％；缩聚反应在通氮气的情况下进行，回流4-20小时；反应结束后，除去溶剂，即得到目标产物环境响应性梳型缩聚物。

本发明所述的溶剂为乙醇、甲醇、氯仿、1，4-二氧六环等。

本发明所述的聚氧烯类大单体为聚氧乙烯或聚氧丙烯。

本发明所得的环境响应性梳型缩聚物不仅具有温度响应性，对pH值也具有灵敏的响应性。因为该缩聚物含有聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段，所以可用于聚氧乙烯与聚氧丙烯共聚物的应用领域。同时可以通过调节pH值或缩聚物的组成控制聚合物的相转变温度，因此比聚氧乙烯与聚氧丙烯共聚物具有更丰富的响应条件，具有广泛的应用价值。

附图说明

图1是实施例1环境响应性梳型缩聚物的红外光谱。

图2是实施例1环境响应性梳型缩聚物的核磁氢谱。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1

在带有搅拌，回流冷凝管烧瓶中，加入含双环氧官能团的聚氧丙烯(分子量640g·mol^-1)5.12g、哌嗪0.52g和L100(Huntsman公司SURFONAMINE胺系列产品)2.10g，然后加入15ml乙醇溶解反应物。在通氮气的情况下，回流反应10小时。反应结束后，除去乙醇，即得到目标产物。

图1为环境响应性梳型缩聚物的红外谱图，采用KBr盐片法测得。图中3448cm^-1处为羟基的吸收峰，2872cm^-1处为C-H振动吸收峰，1374cm^-1处为甲基对称变形振动吸收峰，1110cm^-1处为C-0-C不对称伸缩振动吸收峰，840cm^-1处为CH20-变形振动吸收峰。