[发明专利]一种聚碳二亚胺类聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明属于高分子材料的技术领域，公开了一种聚碳二亚胺类聚合物及其制备方法与应用。方法为：(1)在惰性气体保护下，将二元异腈基化合物和二元叠氮基化合物在有机溶剂中通过催化剂的作用进行聚合反应；(2)反应完毕后，采用有机溶剂将产物溶解，再通过沉淀剂进行沉淀，收集沉淀物，干燥至恒重，得到聚碳二亚胺类聚合物。本发明直接利用异腈类单体和二元叠氮类单体进行交叉偶联反应，反应原料易得，聚合反应条件温和、工艺简单，聚合效率高，在聚合过程中无副产物生成，符合原子经济性；本发明的聚碳二亚胺类聚合物具有较好的热稳定性和优异的可加工性，且用于制备聚‑(N‑酰基脲)类聚合物。

技术领域

本发明属于高分子材料的技术领域，具体涉及一种聚碳二亚胺类聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

发展新的聚合反应对于高分子材料科学来说是非常重要的。异腈类化合物是易得或易合成的化学原料之一，利用异腈构建功能性高分子具有重要的学术意义和技术意义，已经吸引了科学家们的广泛关注。目前，基于异腈的小分子反应已经蓬勃发展，在生物、医药、材料等领域得到广泛应用。过去的几十年里，科学家们对它的反应机理，催化体系及应用等方面都已经做了大量的研究，如Passerini三组分反应与Ugi四组分反应(BoyarskiyV.P.,Bokach N.A.,Luzyanin K.V.,et al.Chem.Rev.2015,115,2698-2779.；Domling A.,Wang W.,Wang K..Chem.Rev.2012,112,3083-3135.；Dmling A..Chem.Rev.2006,106,17-89.；Sadjadi S.,Heravi M.M.,Nazari N..RSC Adv.,2016,6,53203–53272.)。

然而，基于异腈化合物的聚合反应直到近几年才有人开始研究。2003年，Wright等首次将基于异腈的多组分反应应用在高分子化学中，他们利用Ugi-4CRs合成的单体进行了开环易位聚合反应，制备了具有多肽结构的长链聚合物(Robotham C.V.,Baker C.,CuevasB.,et al.Mol.Diversity 2003,6,237–244.)。在之后的几年里几乎再也没有关于异腈的聚合反应研究了。2011年，Meier等利用Passerini-3CRs制备出他们需要的单体化合物，然后再进一步的进行非环烯烃易位聚合，用于制备聚-(酯-酰胺)聚合物(Kreye O.,Tóth T.,Meier M.A.R..J.Am.Chem.Soc.2011,133,1790–1792)。李子臣等人也利用Passerini-3CRs进行聚合反应，得到了一系列的聚-(酯-酰胺)(Deng X.X.,Li L.,Li Z.L.,et al.ACSMacro Lett.2012,1,1300-1303)。总的来说，基于异腈的聚合反应研究，目前相当之少，因此，可以预见，开发基于异腈的新型聚合反应具有重要的科学意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚碳二亚胺类聚合物的制备方法，该制备方法基于异腈-叠氮基的反应，反应简单、高效、容易操作。

本发明的另一目的在于提供利用上述方法得到的聚碳二亚胺类聚合物。该聚碳二亚胺类化合物具有良好的加工性能，且可以通过与羧酸化合物反应进一步进行后功能化，从而为制备功能材料提供了一种便利的策略。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种聚碳二亚胺类聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将二元异腈基化合物和二元叠氮基化合物在有机溶剂中通过催化剂的作用进行聚合反应；

(2)反应完毕后，采用有机溶剂将产物溶解，再通过沉淀剂进行沉淀，收集沉淀物，干燥至恒重，得到聚碳二亚胺类聚合物；

所述二元异腈基化合物的结构通式如式(Ⅱ)所示：

所述二元叠氮基化合物如式(Ⅲ)所示；