[发明专利]两亲性梯度共聚物的制备方法

权利要求书

1.一种两亲性梯度共聚物的制备方法，其特征是利用两亲性RAFT试剂的特殊链转移功能和自乳化功能，在不加入乳化剂的情况下，采用热分解引发剂引发，在以水为主体的混合分散介质中，采取一次投料法或微量进样泵补加疏水单体的加料工艺，通过无皂乳液聚合方法制备两亲性梯度共聚物；所述RAFT是可逆加成-断裂链转移的英文缩写；

所述两亲性梯度共聚物具有以下结构：该共聚物的单体单元组成沿聚合物分子链从亲水单体单元占主导地位梯度变化到疏水单体单元占主导地位，由此构成的两亲性梯度共聚物，一端为亲水的嵌段，另一端为疏水的嵌段，中间为从亲水单元过渡到疏水单元而且呈梯度分布；该两亲性梯度共聚物在选择性溶剂中自组装形成超分子有序结构的聚合物纳米胶束。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于当单体竞聚率相差很大时，利用竞聚率差异使体系自发生成两亲性梯度共聚物；其过程是采取下述一次投料法：

（1）将两亲性RAFT试剂与以水为主体的混合分散介质混合后加入到三口烧瓶中，然后通入氮气，在磁力搅拌下使两亲性RAFT试剂充分溶解，均匀分散于混合分散介质中；

（2）加入亲水单体和疏水单体，搅拌使其混合均匀；

（3）水浴开始加热，水浴加热温度为40℃~90℃；

（4）当水温在50℃~60℃时，将引发剂加到烧瓶中去，继续搅拌；

（5）当水温升至65℃~85℃时，保温反应2-10h后结束，得到固含量为10~30%的共聚物乳液；

（6）共聚物乳液用氯化钙溶液破乳，然后经过过滤、洗涤并真空干燥；该氯化钙溶液质量百分比为1%~5%；

经过上述步骤，得到两亲性梯度共聚物。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于当单体竞聚率接近时，利用单体浓度的变化使体系强迫生成两亲性梯度共聚物；其过程是采取微量进样泵补加疏水单体的加料方法，首先将亲水单体一次加入到反应器中，然后在亲水单体反应过程中，用微量进样泵连续补加疏水单体，强迫形成梯度共聚物；该方法具体步骤包括：

（1）将两亲性RAFT试剂与以水为主体的混合分散介质混合后加入到三口烧瓶中，然后通入氮气，在磁力搅拌下使两亲性RAFT试剂充分溶解，均匀分散于混合分散介质中；

（2）加入亲水单体，搅拌使其混合均匀；

（3）水浴开始加热，水浴加热温度为40℃~90℃；

（4）当水温在50℃~60℃时，将引发剂加到烧瓶中去，继续搅拌；

（5）当水温升至65℃~85℃时，用微量进样泵以0.8ml/h~2.4 ml/h的速度滴加疏水单体，保温反应2-10h后结束，得到固含量为10~30%的共聚物乳液；

（6）共聚物乳液用氯化钙溶液破乳，然后经过过滤、洗涤并真空干燥；该氯化钙溶液质量百分比为1%~5%；

经过上述步骤，得到两亲性梯度共聚物。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于所制备的两亲性梯度共聚物在选择性溶剂中自组装形成超分子有序结构的聚合物纳米胶束，具体自组装方法是：将得到的梯度共聚物溶于共溶剂中，通过搅拌使之完全溶解成单分子分散形式的溶液，然后向该溶液中缓慢加入一种良溶剂，滴速为1-5 g/min，达到10%-90%的良溶剂体积含量后停止滴加，观察该共聚物在溶剂中自组装形成超分子有序结构的聚合物纳米胶束的形态；滴加的良溶剂是其中一种单体均聚物的良溶剂，并且能与共溶剂互溶。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于自组装的方法为选择性溶剂诱导法：首先把共聚物溶解于共溶剂中，共溶剂为两亲性梯度共聚物的良溶剂，优选四氢呋喃、二氧六环；然后在搅拌作用下非常缓慢地滴加其中一种单体均聚物的良溶剂，直到所需要的体积含量为10%-90%的良溶剂浓度；滴加的良溶剂是其中一种单体均聚物的良溶剂，并且能与共溶剂互溶，优选水。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述聚合物纳米胶束的形态为球形、短棒或核壳结构。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用的亲水单体为水溶性烯属不饱和化合物，包括丙烯酸及其衍生物、丙烯酸盐类和丙烯酰胺及其衍生物；疏水单体为水难溶性烯属不饱和化合物，包括含氟丙烯酸酯类、（甲基）丙烯酸高级酯、丙烯腈和苯乙烯及其衍生物。