[发明专利]一种丙烯酸盐类两亲性共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，特别涉及一种利用原子转移自由基聚合（ATRP）法制备的具有两亲性的丙烯酸盐类嵌段共聚物。

背景技术

嵌段聚合物是一类通过共价键将两种或两种以上不同的高分子链段连接起来形成的聚合物，由于嵌段共聚物可以将多种不相容的高分子链段连接在同一条高分子链上，因而表现出一些独特的性质，得到了广泛的应用。如分子识别、药物和其他物质的输送、基因疗法、水系涂料、污染物的除去、纳米复合材料的制备、催化剂以及传感器等方面都有着潜在的应用前景。一些嵌段共聚物表现出两种亲和性，称为两亲性嵌段共聚物。两亲性嵌段共聚物在只对其中一链段为良溶剂的选择性溶剂中，能够自组装形成胶束。胶束的形态和尺寸大小依赖于两链段的性质、共聚物的组成、浓度、溶剂的性质等。两亲性嵌段共聚物可被用作稳定剂、乳化剂、分散剂、药物传输等，在纳米微粒及微反应器等方面也有应用。因此，两亲性嵌段共聚物的合成及其在选择性溶剂中的自组装行为的研究近年来颇受关注。

目前，在两亲性嵌段共聚物的研究中，常见的亲水链段有聚氧乙烯、聚乙烯醚、聚乙烯醇和聚乙烯亚胺、聚丙烯酸等，疏水链段有聚氧丙烯、聚苯乙烯和聚硅氧烷等。其中，（甲基）丙烯酸还是一种常用的制备聚合物金属络合物的单体，此种单体与其他单体共聚后引入目标金属离子可制备相应的聚合物金属络合物，但合成步骤较多，并且聚合物金属络合物中金属离子含量不确定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中，制备聚合物金属络合物的单体，合成步骤较多，并且聚合物金属络合物中金属离子含量不确定。

为解决这一技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种丙烯酸盐类两亲性共聚物，共聚物为聚苯乙烯-b-聚（甲基丙烯酸丁酯-co-丙烯酸镉），结构式为

其中，x=80—120，y=110—200。

本发明还提供了一种上述丙烯酸盐类两亲性共聚物的制备方法，制备操作如下：

将干燥的克氏瓶除空气后充满氮气，加入溴化亚铜与2,2’-联吡啶后，轻拍使其络合，形成黑色粉末，随后加入聚苯乙烯大分子引发剂与丙烯酸镉，抽真空-通氮气，注入甲基丙烯酸丁酯与溶剂，密封后放于油浴锅内反应12—14h后，产物用甲醇沉淀，抽滤后，于真空烘箱中干燥，

上述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺，聚苯乙烯大分子引发剂用量与溶剂的比值为0.1—0.4g/ml；甲基丙烯酸丁酯与溶剂的体积比为1：10—6：5；丙烯酸镉用量与甲基丙烯酸丁酯的摩尔比为1%—11%，

油浴温度设定为80—100℃。

其中，聚苯乙烯大分子引发剂可以通过如下方法制备：将干燥的克氏瓶抽真空-通氮气3次后，加入溴化亚铜、2,2’-联吡啶，轻拍使其络合，将克氏瓶封口，再抽真空-充氮气3次，注入引发剂α-溴代异丁酸乙酯和苯乙烯，密封后于120摄氏度恒温油浴中反应6小时，结束后将克氏瓶放在冰盐浴中冷却，体系凝固，终止反应，用四氢呋喃溶解后过碱性氧化铝柱，除去其中的铜离子，再用甲醇/水（1:1，v/v）沉淀，抽滤后，固体粉末放入40摄氏度真空烘箱干燥，避光保存以备用；

丙烯酸镉可以通过如下方法制备：将丙烯酸放在室温下溶化，将氢氧化镉研磨至细粉状，将氢氧化镉、丙烯酸和去离子水加入到烧瓶中，反应12—14小时，产物用丙酮洗涤，抽滤后放入真空干燥箱常温干燥，得到白色粉末状单体丙烯酸镉，密封低温保存。

本发明合成的两亲性嵌段共聚物，可以选择合适的溶剂，使其发生自组装行为，形成囊泡结构。

比如：丙烯酸镉共聚物在水溶液中的自组装：

将上述制备的丙烯酸盐共聚物，溶于四氢呋喃溶液中，配制成浓度为3-5mg/ml聚合物溶液，接着将配制好的溶液用微量进样器缓慢打入装有20ml去离子水的圆底烧瓶内，至水溶液呈现蓝光时停止，搅拌24小时得到胶束溶液，将上述胶束溶液加入到100ml去离子水中，使胶束固化，获得测试需要的溶液。

有比如：硫化后的丙烯酸镉共聚物在水溶液中的自组装：

将上述制备的丙烯酸盐共聚物，溶于四氢呋喃溶液中，配制成浓度为3-5mg/ml聚合物溶液，再将硫化氨加入到聚合物溶液中，搅拌使其硫化。接着将硫化好的溶液，用微量进样器缓慢打入装有20ml去离子水的圆底烧瓶内，至水溶液呈现蓝光时停止，搅拌24小时得到胶束溶液，将胶束溶液加入到大量的去离子水中，使胶束固化，获得测试需要的溶液。