[发明专利]生物质多糖/聚异丁烯接枝共聚物及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及以生物质多糖为主链、以聚异丁烯为支链的接枝共聚物及其制备方法。属于高分子材料合成与制备领域。

背景技术：

生物质多糖广泛存在于玉米秆、麦子秆、稻秆、油料作物秸秆、豆类作物秸秆、杂粮作物秸秆、棉花秆等多种作物的茎秆中，是一种绿色可再生资源。多糖类化合物是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第4大资源。我国作为农业大国，生物质资源十分丰富。随着全球环境污染和能源危机的日益加剧，开展绿色可再生资源的高效利用备受关注。

生物质多糖是生物体的重要组成部分，在控制细胞分裂和分化、调节细胞生长和衰老以及维持生命有机体的正常代谢等方面起着重要作用。同时，多糖具备优良的血液相容性、组织相容性和免疫性，且能够在生物体中酶解成易被活体吸收、无毒副作用的小分子物质，是一类可生物降解高分子材料。由于淀粉、纤维素、木质素等天然高分子链间存在氢键，分子间作用力较强，溶解性差，高温下分解而不熔融，导致加工性能及应用等方面的局限性。通过共聚方法改性多糖材料，可改善它们的溶解性能，更重要的是可把不同材料的优点结合起来，赋予新材料特殊的性质。

目前多糖的改性主要是多糖与聚乙二醇或聚己内酯的共聚物。多糖与聚乙二醇的共聚物主要是以甲壳素/壳聚糖、纤维素作为主链，聚乙二醇作为支链的接枝共聚物，其合成方法主要是将聚乙二醇末端官能化，得到末端醛基、羧基或异氰酸酯基官能化的聚乙二醇大分子链，再与甲壳素/壳聚糖发生偶联反应，参见Carbohydrate Polymers1998,36,49-59、Carbohydrate Polymers2001,46,323-330、Control Release2001,76,349-362和European Polymer Journal2003，39，1515-1519。利用多糖的结构单元中的羟基引发己内酯开环聚合反应，可得到羟乙基纤维素或羟丙基纤维素接枝聚己内酯的共聚物，参见Biomacromolecules2007,8,1101-1108、Macromolecules2008,41,4405-4415和Carbohydrate Polymers2010,81,213-218。此外，淀粉经部分乙酰化后得到淀粉乙酸酯，以萘钠与淀粉乙酸酯中残余的羟基反应，将羟基转化为醇盐，进一步引发己内酯进行开环聚合，或通过钛酸四丁酯为催化剂，通过原位开环聚合制备聚己内酯接枝淀粉共聚物，参见高分子学报2002,4,509-514和北京科技大学学报2007,29,173-177。也有通过多糖上羟基官能化成为大分子引发剂，进一步引发乙烯基单体（如：N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸二烷基氨基乙酯或4-乙烯吡啶）进行原子转移自由基聚合，制备相应的主链和支链均含有极性基团的接枝共聚物，参见Macromolecular Chemistry and Physics2008,209,424-430、Langmuir2010,26,8697-8703、Langmuir2010,26,18519-18525、Carbohydrate Polymers2011,84,195-202、Carbohydrate Polymers2012,88,290-298和Acta Chemistry Sinica2013,71,114-120。

聚异丁烯（PIB）是一种只含有碳和氢的非极性合成高分子，具有优良的气密性、水密性、热稳定性、耐老化性、耐酸碱性、化学稳定性、生物相容性和非炎性，应用在汽车内胎或者轮胎气密层、热塑弹性体的抗冲击添加剂、油品添加剂、润滑剂、口香糖基料以及生物医用材料等领域。但是，以生物质多糖为极性主链、以合成高分子聚异丁烯为非极性支链的接枝共聚物还未见报道。

发明内容：