[发明专利]一种两亲性嵌段共聚物及其聚集体材料及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机功能高分子材料领域，具体涉及一种新的含有光响应性和 pH值敏感性基团的两亲性嵌段共聚物及其在溶液中形成可刺激响应聚集体以及 它们的制备方法和应用。

背景技术

两亲性嵌段共聚物在本领域内是众所周知的。它一般由亲水性的大分子链 段和疏水性的大分子链段通过化学键联结而成，这种聚合物由于分子结构确定， 所嵌链段化学性质相异，往往能自发形成高度规整的微结构，如在溶液中通过 自组装的形式形成诸如胶束、囊泡和微球等聚集体，在本体中也会由于相分离 和质量迁移等的发生，而形成具有周期性结构的有序体系。这些由两亲性嵌段 共聚物形成的有机高分子材料已经在各个领域应用开来。如那些胶束、囊泡和 微球作为药物、催化剂和某些化合物的载体广泛应用于生物医学、化学催化和 合成等方面。

随着原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-断裂-链转移聚合(RAFT) 等活性自由基聚合方法的渐趋成熟，以及两亲性嵌段共聚物在溶液体系中的自 组装理论和方法日臻完善，有关嵌段共聚物微聚集体的开发与应用也得到巨大 的发展。随着研究的深入，人们开始把目光投向那些具有对外界环境刺激作出 应答的自组装纳微米级聚集体材料，按诱发因素来分，主要是物理和化学两方 面：物理作用的有电场、磁场、光、声、温度和压力等；化学作用的有pH值、 溶液组成、离子强度和溶剂极性等。这些要素的变化和刺激使材料的某些性能 或性状发生改变，如机械形变、形貌形态的改变、相变、微观或宏观上物理状 态的变化等。在溶液体系中，研究较多的是温度或热敏感性以及pH值变化刺激 响应的微聚集体，随着研究的不断深入和发展，其他的刺激响应性的材料也应 运而生，特别是随着光响应性的聚合物材料的不断出现，例如我们申请的专利 CN 101041779和CN 101225137中公开了两种化学结构不同的光致形变聚合物 材料，从而对光敏感性聚合物在溶液体系中自组装聚集体的研究也应运而生。

目前有关光响应纳微米级聚集体的开发和应用刚刚起步，主要还是以研究 含有偶氮苯基团的聚合物体系为主，由于偶氮苯发色团能够在光的激发下，发 生可逆光致顺反异构化反应，这一光化学过程的发生，将使偶氮苯聚合物的物 理和化学性质发生微观或宏观上的改变，即表现出光响应特性，如聚集体的光 致融合、解离、形变、坍缩等。同时光本身是一种非接触式的清洁能源，具有 可远程定向定位及可调控等优势，是其他刺激形式所无法替代的，所以光响应 性的聚集体在光控释放、光催化、光开关及传感等领域有着广泛的应用前景。 所以开发具有光响应特性的聚集体材料显得颇为重要，但是单一光响应性材料 可能会有诸多局限性，会受到所处环境和相关条件的约束，这样也就限制了它 的应用。

当然，现在很多刺激敏感性聚集体材料也都只有单一响应性特征，即仅对 某一外界诱发因素进行应答，其他刺激方式则不起作用，这就在很大程度上制 约了它的应用范围。总之开发可调控的能多路响应的聚集体材料是势在必行。 目前有关多路调控体系的研究主要还以是温度和pH值双刺激响应方式居多，而 利用光和其他响应因素结合的调控方式亟待开发和研究。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种新的含有光响应性和pH值敏感性基团的两 亲性嵌段共聚物。它的化学通式为：