[发明专利]一种基于聚苯乙烯含胆甾醇基交替序列的侧链型液晶聚合物及其制备方法

权利要求书

1.一种基于聚苯乙烯含胆甾醇基交替序列的侧链型液晶聚合物，其特征在于，所述的侧链型液晶聚合物是由主链为交替序列可控的硅氢功能化的聚合物Alt-P(S/D-SiH)与一种含胆甾醇基的液晶单体M通过硅氢加成反应构筑而成；所述的Alt-P(S/D-SiH)-M中，S代表苯乙烯(St)，D代表DPE，M为液晶单体，Alt-P(S/D-SiH)-M结构式如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于聚苯乙烯含胆甾醇基交替序列的侧链型液晶聚合物，其特征在于，所述的Alt-P(S/D-SiH)-M的数均分子量M_n为8.1kg·mol^-1，分子量分布指数PDI为1.23，液晶形成区间为[T_g82℃-LC-T_i161℃]，所合成的液晶为具有双分子层微观结构的近晶A相。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于聚苯乙烯含胆甾醇基交替序列的侧链型液晶聚合物，其特征在于，所述的含胆甾醇基团的液晶单体M的液晶形成区间为[T_m123℃-LC-T_i215℃]，液晶单体M为近晶相转变为胆甾相。

4.权利要求1或2或3所述的一种基于聚苯乙烯含胆甾醇基交替序列的侧链型液晶聚合物的制备方法，其特征在于以下步骤：

第一步，合成液晶单体M

1.1)合成中间体(1)

采用CHCl₃和吡啶的混合溶液溶解对羟基苯甲酸得到混合体系，向上述混合体系中滴加含十一烯酰氯的CHCl₃溶液，40-70℃加热反应10-15h后停止；将溶液减压旋蒸除去CHCl₃，将产物倒入水中，并用稀HCl多次洗涤，减压抽滤得到白色固体，烘干，热乙醇重结晶，得到白色片状晶体(1)；

1.2)合成中间体(2)

将步骤1.1)合成的白色固体(1)溶解在SOCl₂中，50-80℃加热反应5-10h；反应完毕后，通过减压蒸馏装置脱除过量的SOCl₂，得到淡黄色溶液(2)；

1.3)合成液晶单体M

将胆甾醇溶解在CHCl₃和吡啶的混合溶液中得到混合体系，并将得到的混合体系缓慢滴加到步骤1.2)制得的黄色溶液(2)中，40-70℃加热反应5-10h；反应结束后减压旋蒸除去CHCl₃，将剩余物倒入大量稀释的HCl水溶液中静置过夜；抽滤得到粗产物，用大量40-50℃温水清洗粉末，烘干后，热乙醇重结晶，得到末端含双键的含胆甾醇基的液晶单体M；

第二步，合成DPE-SiH单体

将DPE-Br与THF搅拌均匀后，滴加到镁屑中，加入碘粒引发格式反应，向其中加入二甲基氯硅烷溶液，20-50℃搅拌20-25h终止；溶液用乙醚和饱和食盐水洗涤，取上层清液转入烧杯中，加适量无水硫酸镁，搅拌20-25h除水；旋蒸脱除溶剂，以正己烷为展开剂，经色谱柱分离，得到无色粘稠液体DPE-SiH；

第三步，合成交替序列可控SiH功能化聚合物主链

在无水无氧、氩气保护下，在聚合瓶中加入溶剂苯，再加入Sec-BuLi和DPE-SiH单体，搅拌至溶液颜色稳定后再加入St，引发DPE-SiH和St单体的共聚合反应；在原位核磁的实时监测下，将SiH基团定量、定位地引入聚合物链中，当投料摩尔比St:DPE-SiH＝0.5时，将聚合反应置于20-50℃下搅拌反应10-15h，最后加入异丙醇终止反应；将反应溶液沉于甲醇中，过滤，烘干至恒重，得到SiH功能团交替排布在主链的序列可控聚合物Alt-P(S/D-SiH)；所述的Sec-BuLi引发剂的量根据DPE-SiH单体的投料质量和设计的聚合物分子量确定；

第四步，合成交替序列可控的侧链型液晶聚合物

4.1)在无水无氧、氩气保护下，在手套箱中将第三步制备得到的SiH功能化的交替聚合物主链Alt-P(S/D-SiH)与第一步制备得到的液晶单体M以摩尔比为1:1～1:1.5置于反应容器中，加入无水无氧处理后的甲苯，搅拌均匀后，滴加卡斯特型催化剂5-10滴，引发硅氢加成反应；所述的每200mg SiH功能化的交替聚合物主链Alt-P(S/D-SiH)对应加入20-50mL甲苯；

4.2)从手套箱中取出反应容器，40-70℃油浴中反应48-72h；反应结束后，减压旋蒸脱除溶剂，将过量的液晶单体M通过甲苯与甲醇混合溶液分级处理，冷却静置至室温，析出油状物，吸出上层液，将下沉固体溶于溶剂中，减压旋蒸脱除溶剂，即得到交替序列可控的侧链型液晶聚合物Alt-P(S/D-SiH)-M。