[发明专利]一种超支化星状聚离子液体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种超支化星状聚离子液体及其制备方法和应用；超支化星状聚离子液体是以超支化聚缩水甘油为核，以聚离子液体为臂，其制备过程为首先将超支化聚缩水甘油、链转移试剂2‑(丁基三硫代碳酸酯基)‑2‑甲基丙酸通过缩合反应合成大分子链转移试剂，然后利用大分子链转移试剂引发4‑卤代甲基苯乙烯单体的RAFT聚合得到超支化星状共聚物，最后将超支化星状共聚物和含氮杂环化合物反应合成超支化星状聚离子液体；利用该超支化星状聚离子液体作为金纳米粒子制备过程中的还原剂和稳定剂，在温和条件下制备稳定性好、粒径分布均匀的金纳米粒子。

技术领域

本发明涉及一种功能高分子材料，具体涉及一种超支化星状聚离子液体HPG-PVBR⁺A^-及其制备方法，特别涉及HPG-PVBR⁺A^-在制备均匀粒径金纳米粒子中的应用，属于功能高分子材料领域。

背景技术

超支化聚合物是一类高度支化、具有不规则结构的大分子。和传统的线性聚合物相比，具有很多内部空腔，且具有大量末端官能团。在医药载体、涂料等领域得到了科研工作者的广泛关注。离子液体，在室温下为液体，仅仅由离子组成。目前，离子液体主要应用于化学反应、电化学、催化反应等领域。聚离子液体是通过离子液体单体聚合得到的产物，不仅具有离子液体含有大量离子基团的优点还具有聚合物的优点。聚离子液体由于其独特的化学和物理性质，正在成为一类具有应用广泛的新材料。

金的化学性质十分稳定，制备的纳米颗粒依然能保持其稳定的化学性质。金纳米粒子将具有金属特有的光学、电学及化学特性同纳米材料特有的量子效应相结合表现出与众不同的性能。金纳米粒子的这些化学特性在纳米光子学、表面荧光增强、生物标记、生物医药、催化等领域引起了人们的广泛关注。近年来，聚合物稳定金纳米粒子得到了研究者们的广泛关注。该方法是将金离子首先和某种特定的聚合物络合，然后利用外加还原剂(如柠檬酸钠、葡萄糖、硼氢化钠等)还原得到聚合物稳定的金纳米粒子。2002年Ji Ho Youk等人合成了PS-b-P2VP星状聚合物作为金纳米粒子制备的稳定剂，在一定程度上避免了金纳米粒子的聚集。但是纯线性聚合物合成方法复杂不宜制备，且对金属纳米粒子的稳定化作用不尽人意，容易导致金属纳米粒子的聚集。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种以超支化聚缩水甘油为核，聚离子液体为臂的多臂星状双亲水性聚合物。

本发明的另一个目的是在于提供一种操作简单、反应条件温和、低成本的制备所述超支化星状聚离子液体的方法。

本发明的第三个目的是在于提供超支化星状聚离子液体的应用，其可以同时作为制备金纳米粒子的还原剂和分散稳定剂，可以获得粒径小、均匀的金纳米粒子分散液。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种超支化星状聚离子液体，其具有多臂星形结构，以超支化聚缩水甘油为核，以聚离子液体为臂；所述超支化聚缩水甘油的支化度为10～65％，数均分子量为2000～50000；

所述聚离子液体具有式1结构：

其中，

n为10～500；

R为离子液体单元阳离子；

A为离子液体单元阴离子；

臂数为1～500。

优选的方案，R为N-甲基咪唑基团、N-丁基咪唑基团或吡啶环基团；较优选为N-甲基咪唑基团。

优选的方案，A为卤素负离子、四氟硼酸根或六氟磷酸根；较优选为卤素负离子(四氟硼酸根或六氟磷酸根可以由卤素负离子进行简单离子交换得到)。

本发明还提供了一种超支化星状聚离子液体的制备方法，其包括以下步骤：