[发明专利]基于聚苯乙烯—聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的嵌段共聚物刷聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开基于聚苯乙烯—聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的嵌段共聚物刷聚合物及其制备方法，以N‑(2‑溴‑2‑甲基丙酰基乙酰基)‑顺‑5‑降冰片烯‑外‑2,3‑二甲酰亚胺为小分子原子转移自由基聚合引发剂，形成聚苯乙烯—聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的嵌段聚合物，再引发降冰片烯进行聚合，形成基于聚苯乙烯—聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的嵌段共聚物刷聚合物，可自发在水中组装成有序结构，根据其两亲性质，可以在药物传递和控制释放方面有广泛应用前景。

技术领域

本发明属于嵌段共聚物技术领域，更加具体地说，涉及一种嵌段共聚物刷、制备方法及其自组装方法，特别涉及一种聚(聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)_n的合成以及其纳米聚集体制备方法。

背景技术

嵌段共聚物是由化学结构不同的链段通过化学键键合而成的聚合物。它可以将多种聚合物的优良性质结合在一起，得到性能比较优越的功能聚合物材料。例如，两亲性嵌段共聚物可以利用自身亲水性和疏水性链段的性质，在不同介质中表现出独特的结构和功能。Yang(D.Yang et al.,Polymer,2010,51(8),1752-1760.)等人在研究嵌段共聚物PAA-b-PTPFCBBMA的自组装时发现链段长度对其微观形貌的影响，当改变共聚物中亲油性链段TPFCBBMA的长度，即改变该链段的聚合度值时，出现了组装体形状从球状囊泡向珍珠项链状的转变现象。目前,已经通过改变嵌段共聚物的组成、链长、外界条件等获得了高度有序的嵌段共聚物微观形貌，使得这些高分子材料在生命科学、光电材料、纳米器件、医药等领域获得广泛应用(唐林等.,高分子通报,2011,3,36-43.)。嵌段共聚自组装形态的研究不仅成为高分子化学与高分子物理学研究的前沿性热点，同样也在纳米材料领域(Z.Jiaetal.,J.Am.Chem.Soc.,2014,136(16),5824-5827.)引起专家浓厚的兴趣。

聚合物刷，是一类形如毛刷一样的聚合物，目前，通过活性聚合的方法制备大分子单体并进一步对大分子单体进行聚合来制备聚合物刷成为了制备聚合物刷的主要方法之一。由于聚合物刷不同于常规聚合物的特殊结构，从而具有特殊的物理化学性质。目前，该类聚合物在胶体稳定剂、微电子工业、光电传输、润滑及生物材料等领域得到了广泛的应用，已成为高分子化学和物理中的研究热点之一。

由此得到启示，将嵌段聚合物作为大分子单体，并制备相应的聚合物刷，有希望通过控制嵌段比例的不同，从而控制聚合物刷的形貌和功能；如形成不同的圆柱形，球形和蠕虫状等组装体(A.Chremoset al.,ACS.Macro.Lett.,2014,3(10):1096-1100.)，调整聚合物相分离的微观结构和纳米结构。另外，通过改变单体类型(如疏水、亲水、温度敏感、pH响应等)，甚至有望制备具备多重响应性等功能的聚合物。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于聚苯乙烯—聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的嵌段共聚物刷聚合物及其制备方法，合成侧链组成为聚苯乙烯-嵌段-聚N,N-二甲基乙基甲基丙烯酸酯(PSt-b-PDMAEMA)的大分子单体，后续利用开环易位聚合制备嵌段聚合物刷，并研究该聚合物刷在水溶液中的组装行为。

本发明的目的在于提供一种一种小分子原子转移自由基聚合引发剂N-(2-溴-2-甲基丙酰基乙酰基)-顺-5-降冰片烯-外-2,3-二甲酰亚胺及其制备方法。

本发明的目的在于提供一种嵌段共聚物刷——聚(聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)_n及其活性制备方法。

本发明的目的还在于提供聚(聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)_n的组装方法及自组装产物。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

小分子原子转移自由基聚合引发剂N-(2-溴-2-甲基丙酰基乙酰基)-顺-5-降冰片烯-外-2,3-二甲酰亚胺(在本发明中，简称BrNDC)，具有如下化学式所示的结构。