[发明专利]一种两亲性三元分子刷聚合物构筑多通道纳米胶囊

说明书

技术领域

本发明属于自组装高分子材料领域，具体涉及一种两亲性三元分子刷聚合物，以及由该两亲性三元分子刷聚合物制备得到的多通道纳米胶囊。

背景技术

通常，纳米胶囊的尺寸为1～1000nm，比微胶囊的尺寸（1～2000μm）小几个数量级。纳米胶囊相对微胶囊具有较高的比表面积，表现出特殊的纳米效应。由于纳米胶囊这种特殊纳米效应产生新的特性，纳米胶囊可应用于药物缓释、催化、生物工程、化妆品等高新技术领域。由于纳米胶囊的尺寸较小，合成难度较大。

近年来，随着新型合成反应技术的出现，如可控自由基聚合，点化学等，最近也涌现出大量合成纳米胶囊的技术。目前，纳米胶囊制备技术按形成胶囊的聚合物之间的相互作用力可分为非化学键和化学键合机理。非化学键合可分为乳液/悬浮聚合法、模板聚合法和自组装方法；化学键合法为树枝状高分子制备方法。

乳液/悬浮聚合法是一种传统的聚合方法，工艺简单及实用，但制备得到的纳米胶囊功能化较单一，无多样性，且胶囊粒径分布较宽。

模板聚合法通过选用不同大小模板进行制备胶囊，可精确控制胶囊的大小及分布，但常常需对模板进行后处理，条件苛刻，对胶囊的形貌有较大的影响。

树枝状高分子制备方法也可精确控制胶囊的大小与结构，但合成树枝状高分子的过程较复杂，不易控制，也常要对内核进行水解除去核心部分。

自组装方法制备纳米胶囊可以简单地通过调控嵌段共聚物的组成成份、各部分重量比，链的长度等来控制胶囊的各种功能。尤其乳液自组装方法，以嵌段共聚物为乳化剂，以油及水进行乳化，可得到结构均一的胶囊。乳液自组装方法可无需添加其他助剂，就能形成稳定的胶囊，且包覆量大，制备方法环境友好，无污染。但是，目前合成结构复杂的嵌段共聚物难度较大，条件较为苛刻，限制了自组装方法制备多通道结构稳定的胶囊。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种两亲性三元分子刷聚合物。

本发明的另一目的在于提供上述两亲性三元分子刷聚合物的合成方法。

为了克服现有技术难以有效地调控纳米胶囊的通道结构难题，本发明的再一目的在于提供一种多通道纳米胶囊，该多通道纳米胶囊是由上述的两亲性三元分子刷聚合物制备得到的。

本发明的目的还在于提供上述多通道纳米胶囊的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种两亲性三元分子刷聚合物，具有如下所示的通式：

A-g-(B-r-C-r-D)

其中，g代表接枝，r代表随机分布，A为聚合物主链，B为亲油性高分子侧链，C为亲水化学交联结构的高分子侧链，D为亲水高分子侧链，侧链B、C和D随机地接枝在主链A上。

所述的两亲性三元分子刷聚合物，主链A的聚合度为5～1000，侧链B、C、D的聚合度均为5～1000，侧链B、C、D的接枝率均为5～100%。

优选的，主链A的聚合度为40～500，侧链B的聚合度为20～300，接枝率为20～40%，侧链C的聚合度为50～120，接枝率为10%，侧链D的聚合度为30～114，接枝率为20～40%。

组成主链A的聚合物可以是聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PGMA）、聚丙烯酸缩水甘油酯（PGA）、聚甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA）或聚丙烯酸羟乙酸（PHEA）中的一种。

组成亲油性高分子侧链B的聚合物可以是聚苯乙烯（PS）、聚丙烯酸丁酯（PBA）、聚丙烯腈（PAN）、聚丙烯酸叔酯（PtBA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）或聚醋酸乙烯酯（PVAc）中的一种。

组成亲水化学交联结构的高分子侧链C的聚合物可以是聚丙烯酸（PAA）、聚甲基丙烯酸（PMA）、聚丙烯酰胺（PAM）或聚甲基丙烯酰胺（PMAM）中的一种。

组成亲水高分子侧链D的聚合物可以是聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸羟乙酸（PHEA）、聚甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA）、或聚甲基丙烯酸羟丙酯（PHPMA）中的一种。

上述两亲性三元分子刷聚合物可通过自由基聚合、可控自由基聚合或点化学等方法合成，其合成方法具体包括以下步骤：

（1）合成主链，再对主链进行叠氮或炔基功能化，得到主链聚合物。

（2）合成侧链，在合成过程中同时引入叠氮或炔基功能基团或对合成后的侧链进行叠氮或炔基功能化，得到亲水的、亲油的或亲水化学交联结构的侧链聚合物。