[发明专利]一种螺旋共聚物导电材料及其制备方法

说明书

本发明是一种螺旋共聚物导电材料及其制备方法，该导电材料由甲基丙烯酸三苯甲酯类单体与(S)或(R)‑烯基丙氨酸酯类单体自由基共聚得到，甲基丙烯酸三苯甲酯类单体由甲基丙烯酸和三苯基氯甲烷反应制得，(S)或(R)‑烯基丙氨酸酯类单体是由(S)或(R)‑2‑氨基丙酸烯酯与1,4‑双(2‑噻吩基)‑1,4‑丁二酮反应制得，该导电材料的结构通式为：聚合度m为10～5000，聚合度n为10～5000；其中，R₁为：中的一种；R₂为：p为1～5。该导电材料的玻璃化温度为90～130℃、热分解温度为300～450℃、比旋光度绝对值为5～70°(25℃)、电导率为10^‑5～10^‑1S·cm^‑1(25℃)。

技术领域

本发明涉及一种螺旋共聚物导电材料及其制备方法，属于光电功能聚合物材料的制备范畴。

背景技术

光学活性聚合物一直是科学界的研究热点，通过不同的手段可让聚合物获得特定的螺旋结构，从而使聚合拥有不同的性能。除了DNA、聚硅烷等原本就拥有螺旋结构的高分子，一般来说合成螺旋聚合物的方法有两种：即调整聚合物的主链或者侧链构型使聚合物拥有手性构型。其中，侧链的官能团可以为手性或者大体积官能团，通过侧链的位阻使得聚合物呈现螺旋构型。其中常见的官能团有三苯甲基官能团、氨基酸官能团和羟基酸官能团等。甲基丙烯酸三苯甲酯作为单体可单聚成螺旋聚合物，并且可以和其他单体共聚为螺旋聚合物，举例来说聚合物可和硅烷单体共聚成单手螺旋聚合物(J.Am.Chem.Soc.2001,123,12690)，通过改变聚合度或者温度可使聚合物拥有不同的螺旋构像。同时还可以通过使用手性单体使聚合物具有螺旋构型，专利CN201510726826.0公开了一种甲基丙烯酸酯类手性聚合物的合成方法，将手性噁唑啉单体与甲基丙烯酸三苯甲酯单体通过偶氮二异丁腈引发共聚，得到的手性聚合物具有单手螺旋构型。因此通过阴离子引发剂，可使得不同种类的大空间位阻基团的甲基丙烯酸甲酯与手性基团共聚，从而得到特定的螺旋聚合物。并且改变不同的手性基团可使得聚合拥有独特的性能，使得此种大位阻螺旋聚合物拥有广阔的应用前景。

光学活性氨基酸作为一种常见的旋光分子，广泛的存在于天然蛋白质之中，常被用于螺旋聚合物的合成。自从1806年第一次发现天冬氨酸之后，人类就开始着手将其应用于生产中。20世纪40年代，谷氨酸首先实现工业化后，60年代出现的工业微生物发酵法，使得氨基酸生产成本大大下降。氨基酸具有特殊的光学性质，20余种氨基酸在远紫外区皆有吸收，三种含有苯环共轭双键系统的氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸)在近紫外区有吸收。所以将氨基酸用于螺旋聚合物的制备，在光电功能高分子领域有着良好的应用前景。专利CN101519490公开了一种含氨基酸或肽基团的水溶性聚合物及其制备方法，当主链具有共轭结构时侧链可赋予聚合物材料荧光发射的特性，从而可作为发光材料和荧光探针。除了光电性能，氨基酸高分子还表现出极好的生物相容性。专利CN103665222A公开了一种由天然氨基酸作为侧基的水溶性阳离子功能聚合物、制备方法以及其用途，该聚合物拥有侧链氨基酸，使聚合物呈现出较低的细胞毒性，并且在多细胞株的基因转染中呈现出极高的效率，因此在基因载体应用领域有良好的前景。将手性氨基酸与髙位阻单体共聚可获得旋光共聚物，由于手性氨基酸的引导，可使聚合物形成稳定的螺旋构像，从而使高分子可以在手性分离、手性催化和不对称合成方面具有较好的应用前景。本发明将具有吡咯和噻吩官能团的(S)或(R)-烯基丙氨酸酯单体与甲基丙烯酸三苯甲酯类单体共聚制备了具有侧链导电官能团和三苯基团的螺旋共聚物导电材料，该材料具有较强的紫外吸收能力、较强的导电性能、可调的螺距和螺径，因而拥有十分广阔的应用前景。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种螺旋共聚物导电材料及其制备方法，该材料具有可调的链螺旋式结构，良好的导电性能、较低的红外发射率和良好的紫外吸收能力。