[发明专利]具有光和温度响应性的两亲性嵌段共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属有机功能高分子材料领域，具体涉及一种含有光响应性和温度响应性基团的两亲性嵌段共聚物及其制备方法和其在溶液中形成可刺激响应聚集体的应用。

背景技术

两亲性嵌段共聚物因其具有的科学研究价值和潜在的广泛应用，在本领域受到了越来越多的关注。所述聚合物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连结而成。这种聚合物结构可控、性质特殊，能够通过自组装的方式形成高度规整的微结构，比如在选择性溶液体系中能够形成诸如胶束、囊泡和微球等聚集体；研究公开了在聚合物本体中基于不同嵌段的相分离和宏观质量迁移机理，会形成具有周期性结构的有序体系。有研究对上述由两亲性嵌段共聚物制备得到的有机功能高分子材料进行了大量的基础性研究和应用性研究。并由此材料制得的胶束、囊泡和微球作为药物、催化剂和某些化合物的载体应用于生物医学、化学催化和合成等方面。

近年来高分子合成方面的巨大进展，尤其是以原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-断裂-链转移聚合(RAFT)为代表的活性/可控自由基聚合方法的发展，为上述嵌段共聚物材料的制备提供了技术手段。另一方面，两亲性嵌段共聚物在溶液体系中的自组装理论、制备方法和表征手段日臻完善，为聚集体材料的制备打下了良好的基础。

随着基础研究的深入和实际应用的要求，研究者们开始关注具有外界刺激响应性的纳微米级聚集体材料。外界刺激因素主要包括化学作用和物理作用两个方面：化学作用主要有pH值、溶液组成、离子强度和溶剂极性等；物理作用主要有电场、磁场、光、声、温度和压力等。通过外界因素的刺激，可以实现对聚集体材料的微观和宏观上的性质的改变，比如微观形貌、尺寸的变化、相转变、宏观质量迁移等等。在溶液体系中，研究较多的是温度以及pH敏感性微聚集体。还有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。

有关光响应纳微米级聚集体的开发和应用处于起步阶段，主要是利用诸如偶氮苯基团的光响应性实现聚集体的光响应，比如光致融合、解离、形变、坍缩等，并进一步实现光控释放、催化、传感器等实际功能。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有着广泛的应用前景，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，以致限制了它的应用。专利CN 101041779公开了具有光和pH双重响应性的嵌段共聚物聚集体材料，由于温度是最基本的物理量之一，是自然界最基本的影响因素之一，实现光和温度的双重响应性，比如光和温度双重可控释放、催化、传感器等技术，在响应性智能材料的实际应用研究方面具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有光响应性和温度敏感性基团的两亲性嵌段共聚物。所述的共聚物具有式(a)的化学结构：

其中n为5-2500，i为0-500，j为0-500；X是卤素原子Br或者Cl；

R¹是H，或者是C₁～C₁₈的取代或未取代的烃基，所述的烃基是饱和的或者不饱和的，或上述烃基的衍生物；

R²是C₁～C₁₈的取代或未取代的烃基，所述的烃基是饱和的或者不饱和的，或上述烃基的衍生物；

R³是H，或者CH₃；

R⁴是C₁～C₁₈的取代或未取代的烃基，所述的烃基是饱和的或者不饱和的，烷氧基、烷硫基、烷氨基、二烷氨基、烷酰基、烷酰氧基、烷酰胺基或烷磺酰基，或上述基团的衍生物，或R⁴在(a)式中不出现；

R⁵是H，或者是C₁～C₁₈的取代或未取代的烃基，所述的烃基是饱和的或者不饱和的，或烷氧基或是具有极性的端基；

R⁶是H，或者是CH₃；R⁷选自以下基团中的一种：

本发明的另一目的是提供制备上述两亲性嵌段共聚物的方法，其包括如下步骤：