[发明专利]一种可见光诱导的聚乙烯基吡啶的可控制备方法

说明书

本发明公开了一种可见光诱导的聚乙烯基吡啶的可控制备方法，该方法包括如下步骤：1)配制可聚合的组合物，将乙烯基吡啶单体、可逆加成‑断裂链转移(RAFT)试剂混合均匀，抽真空充惰性气体，循环三次；其中，乙烯基吡啶单体和RAFT试剂的摩尔比为10‑10000；2)室温下使用发蓝光的LED灯带对组合物照射2‑16h，然后分离提纯，即得到分子量分布窄的聚乙烯基吡啶。该聚乙烯基吡啶的制备过程可以简单地通过开启和关闭光源控制反应的进行，不必另外添加引发剂，也不需要对组合物加热。该方法具有反应条件温和，反应速度快，产物纯净，后处理方便，聚合物末端活性高，聚乙烯基吡啶分子量分布窄等特点。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体为公开了一种聚乙烯基吡啶的制备方法。

技术背景

聚乙烯基吡啶是一类可被广泛应用于众多领域的高分子聚合物。聚乙烯基吡啶由于含有特殊结构的吡啶基团，易与酸或卤化烃反应而生成季铵盐，且可与多种金属离子络合生成配合物，利用这些独特优异的性质可制备出多种功能性聚合物，如高分子功能膜、高分子电解质、生物降解材料、聚合物相容剂、酶载体等。

聚乙烯基吡啶可以通过普通自由基聚合或者阴离子聚合的方法制备，但是普通自由基聚合的方法制备的聚乙烯基吡啶，分子量不可控；而用阴离子聚合制备聚乙烯基吡啶，虽然分子量可控，但是工艺要求严格，单体和溶剂的纯度要求很高，还时常引入金属离子。

为了克服以上两种聚合方法的缺陷，人们发明了活性/可控自由基聚合方法来制备聚乙烯基吡啶。如Krzysztof Matyjaszewski报道了利用ATRP的方法制备聚4-乙烯基吡啶。专利CN102603948A公开了一种室温下聚乙烯基吡啶的可控合成方法，该方法是将乙烯基吡啶，零价铜，引发剂和极性溶剂一起，在20～30℃进行反应。该发明用到了零价铜，后处理困难，同时，为了得到窄分布的聚乙烯基吡啶，需要加入昂贵且有毒性的配体。CharlesL.McCormick等在Macromolecules 2003,36,4679-4681.中报道了利用RAFT调控2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶的方法，即60℃下利用偶氮二异丁腈为引发剂进行的可控聚合。该方法聚合时间长(24h)，而RAFT试剂在碱性、温度高、时间长的条件下容易分解。专利201410844481.4提到了利用乙烯基吡啶和过氧化苯甲酰组成氧化还原体系的方法制备分子量可控的聚乙烯基吡啶。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的上述问题，提供了一种可见光诱导的聚乙烯基吡啶的可控制备方法，其具有环境友好，无溶剂挥发，生产效率高，适应性广，成本低，能耗低等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可见光诱导的聚乙烯基吡啶的可控制备方法，通过如下步骤实现：

1)配制可聚合的组合物：将乙烯基吡啶单体和RAFT试剂按照摩尔比为10：1-10000：1混合均匀，抽真空充惰性气体循环多次除去组合物中的氧气；

2)用发蓝光的LED灯带对该组合物进行照射2-16h，然后分离提纯，即可得到窄分布的聚乙烯基吡啶聚合物。

所述的步骤1)中，所述乙烯基吡啶单体采用2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、乙烯基吡啶的衍生物中的一种或者多种的混合物；所述RAFT试剂采用三硫代碳酸酯、二硫代碳酸酯中的一种。

所述的步骤1)中，乙烯基吡啶和RAFT试剂的摩尔比为10:1-1000：1。

所述的步骤1)中，所述乙烯基吡啶单体和所述RAFT试剂与溶剂混合得到混合原料，所述溶剂的用量占所述混合原料的0-70wt％；所述溶剂采用丙酮、丁酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙酸乙酯中的一种或者多种的混合物。

所述的步骤2)中，所述聚合反应在室温下进行。