[发明专利]环糊精功能化的长链超支化聚苯乙烯多孔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种环糊精功能化的长链超支化聚苯乙烯多孔膜的制备方法。

背景技术

聚合物多孔膜是一种有序的微相结构材料，该类膜内含有大量孔洞阵列，在一维微纳米结构的生长、抗污材料、水净化及选择性分离等领域有着重要的应用潜力。超支化聚合物凭借其特殊的类球形分子结构、多官能性端基、以及易改性的结构特性在多孔膜的制备上具有独特之处，特别是通过端基改性来控制超支化聚合物多孔膜的形态结构是一种有效的方法；同时超支化分子结构对膜的性能(如小分子吸附性能、药物控释等)也有增强作用。此外，环糊精是一种具有分子包合和识别功能的有机小分子，以其作为亲水组份引入疏水的长链超支化聚合物端基，其特点在于该聚合物所形成的多孔膜的孔径可以通过改变环糊精的数目而得到调控，而且膜的功能性也由于环糊精的引入而得到增强。

文献1“Kazuya Matsumoto,Tomoya Higashihara,and Mitsuru Ueda Star-Shaped Sulfonated Block Copoly(ether ketone)s as Proton Exchange Membranes.Macromolecules.2008,41,7560-7565”公开了一种星型结构的离子交换多孔膜的制备方法，并研究了其质子传导以及容水性能。然而,该星型聚合物的合成步骤较多、提纯较为繁琐，这使得相应多孔膜的形态结构较难调控。

文献2“Luke A.Connal,Robert Vestberg,Craig J.Hawker et al.Dramatic Morphology Control in the Fabrication of Porous Polymer Films.Adv.Funct.Mater.2008,18,3706-3714”公开了一种具有树枝状聚合物为端基的星型聚合物多孔膜制备方法。其利用呼吸图案法制备出了多孔膜，并且比较了不同端基对多孔膜性能的影响；但是由单一的呼吸图案法制得到的多孔膜的结构规整度不高。

文献3“Tao Cai,Min Li,Koon-Gee Neoh et al.Surface-functionalizable membranes of polycaprolactone-click-hyperbranched polyglycerol copolymers from combined atom transfer radical polymerization,ring-opening polymerization and click chemistry.J.Mater.Chem.B,2013,1,1304-1315”公开了一种基于超支化聚合物的微米孔膜的制备方法。他们利用原子转移自由基聚合(ATRP)、开环聚合以及点击化学相结合的方法合成出聚己内酯-点击接枝-超支化聚丙三醇，然后利用相反转的方法制备出具有表面活性的微孔膜，最后在其表面通过ATRP法进一步制备聚己内酯-点击接枝-超支化聚丙三醇-b-聚甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱膜。这种方法制备的膜虽然具有优异的防污和抗菌性能，但制备过程繁琐耗时，而且孔径难以控制。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种环糊精功能化的长链超支化聚苯乙烯多孔膜的制备方法，克服现有聚合物多孔膜制备技术存在的加工工艺复杂、膜的功能化程度低以及分子结构的可调控性差等方面的不足。

技术方案

一种环糊精功能化的长链超支化聚苯乙烯多孔膜的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：以与丙炔醇体积比为10:3的甲苯作为溶剂，加入到摩尔比为520:52:3丙炔醇、2-溴代丁二酸和对甲苯磺酸中，在60℃条件下反应36h；反应结束后，减压蒸馏除去甲苯后将其溶解在二氯甲烷中，用NaOH溶液洗后用蒸馏水洗得到黄色的液体；加入与黄色液体体积比为2:1的无水MgSO4干燥，搅拌1h～2h，减压蒸馏除掉二氯甲烷得到黄色粘性液体的2-溴代丁二酸二丙炔醇酯；

步骤2：在干燥Schlenk管中按摩尔比为50:1:1:3依次加入苯乙烯、2-溴代丁二酸二丙炔醇酯、二联吡啶以及溴化亚铜，溶解后利用Schlenk技术除去反应瓶中的溶氧，随后在密封条件下于110℃反应至液体变粘后降至室温，采用四氢呋喃稀释,然后用中性氧化铝层析柱除去金属盐，再在甲醇中沉淀并过滤，于30℃下真空干燥至恒重，得到白色固体的线型聚苯乙烯；