[发明专利]一种阳离子链转移剂及其应用

说明书

本发明属于有机催化和高分子材料技术领域，特别涉及一种阳离子链转移剂及其应用。使用该链转移试剂可连续反应制备聚乙烯基醚聚酯嵌段共聚物，工艺简便、成本低廉、过程可控、反应速率高效、分子量分布窄，可大规模应用。

技术领域

本发明属于有机催化和高分子材料技术领域，特别涉及一种阳离子链转移剂及其应用。

背景技术

聚烯烃主链为碳碳键，其材料特性研究最为深入，且材料特性随侧链基团的变化而变化。烯类聚合物以其稳定、侧基种类丰富多样且制备简易，大规模用于工业化生产，其产量占据聚合物总产量的80％以上。由于聚酯具有疏水性、良好的生物可降解性和良好的生物相容性等特点，聚酯在材料领域受到广泛和极大的关注。嵌段共聚物的优势与潜力在于可以获得两种或两种以上的均聚物理想性能的产物。聚酯材料与聚乙烯基材料的结合，可以大大提高聚合物改性的效率，丰富大分子材料的种类。嵌段共聚物在药物和基因传输、催化、表面改性以及形成无机纳米晶体模板化等领域有很大的应用前景。

自由基聚合和离子聚合是聚烯烃材料生产及研发的重要方法之一。其中可逆加成-断裂链转移聚合适用的单体和反应条件的范围相更广、简便易行、活性可控、末端保真度高等优点，被广泛用来控制自由基聚合。2015年，提出了无金属阳离子可逆加成-断裂链转移聚合。其继承了自由基RAFT聚合的优点，活性可控并对聚合具有极高的控制性。由于聚合机理的不同，阳离子可逆加成-断裂链转移聚合可以聚合一些无法通过自由基聚合的乙烯基单体。这种方法适用于富电子的乙烯基单体，例如乙烯基醚类单体。

通常脂肪族聚酯有两种合成方法。一种是二元酯的酯交换或二元酸与二元醇的缩聚方式获得。这种方法原料成本低，产物纯净，无需介质分离；但聚合度、分子量低，且不能通过缩合聚合制备嵌段共聚物。另一种是通过环酯开环聚合，这种方法可以获得高分子量、窄分散度、末端保真的聚酯，并可用于开环制备嵌段共聚物。

发明内容

本发明目的在于设计一类新型阳离子可逆加成-断裂链转移试剂及其应用，使用该链转移试剂制备嵌段共聚物工艺简便、成本低廉、过程可控、反应速率高效、分子量分布窄。具体方案如下：

首先是阳离子可逆加成-断裂链转移试剂的合成：

基于阳离子可逆加成-断裂链转移试剂，依次进行阳离子可逆加成-断裂链转移聚合反应：

脱保护反应：

开环聚合反应：

以上制备嵌段共聚物的方法中，所述的新型阳离子链转移剂如式(Ⅰ)所示，

其中，Z为取代胺基；R₁，R₂，R₃为饱和或不饱和直链或支链烷基，取代或未取代的苯基，含有取代基或不含取代基的苄基，芳香烷基，羟基取代苯乙烯基，芘基，烯丙基，乙烯基，烷氧基，甲氧苯基中的相同或不同基团。

优选的，所述的阳离子链转移剂中Z为取代胺基；R₁，R₂，R₃是具有1～6个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链烷基，苯基，苄基，乙烯基，2-羟基苯乙烯基，烷氧基或甲氧苯基中的相同或不同基团。

优选的，所述的阳离子链转移剂为如下结构：

R4为乙基或苯基；R1，R2，R3是具有1～6个碳原子的直链或支链饱和或不饱和烷基，苯基，苄基，烷氧基，乙烯基，2-羟基苯乙烯基相同或不同基团；

优选的，所述的阳离子链转移剂为如下结构：