[发明专利]一种链转移剂、其制备方法及应用

说明书

本公开属于高分子材料合成领域，具体涉及一种链转移剂、其制备方法及应用。聚合物由于具有增粘能力在油气田开发领域具有重要的应用，但是聚合物分子量较大、溶解性差、耐剪切作用较差。可逆加成‑断裂链转移方法可以实现对聚合物分子量的精确调控，并且在聚合过程中分解为两部分连接在聚合过程反应链末端。依据该特性，技术人员有望利用低分子聚合物的主客体包合作用制备具有速溶及自增粘效果的聚合物。针对该技术构思，本公开提供了一种末端含有主、客体基团的可逆加成‑断裂(RAFT)链转移剂，该链转移剂可显著提高聚合物反应体系的粘度，剪切后恢复程度高，具有良好的增粘性能。

技术领域

本公开属于高分子材料合成领域，具体涉及一种末端含有主、客体基团的可逆加成-断裂(RAFT)链转移剂，其制备方法及在制备速溶自增粘聚合物中的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，聚合物由于其良好的增粘能力，在油气田开发等领域得到快速发展。然而，由于其分子量高，导致现有的聚合物溶解性较差，并存在地层运移过程中易受剪切作用产生粘度损失等问题，限制了其应用范围。因此，如何优化聚合物结构以加快聚合物溶解速度并减少粘度剪切损失的问题亟待解决。

针对聚合物不耐剪切的问题，目前的解决方式为利用非共价作用构筑超分子聚合物，使其具有优异的增粘效果及粘度剪切恢复性。对比常规聚合物在强剪切作用下易导致共价键发生不可逆的断裂，超分子聚合物在水溶液中以非共价作用为驱动力，可自发形成，在受到较强剪切时，非共价作用被破坏，而当剪切作用削弱后，分子间又可以通过非共价作用迅速重组为超分子体系。其中，主客体包合作用为常见的一种非共价作用，动态主客体包合可在剪切作用下解离，剪切撤去后网络结构重构使体系机械性质恢复。

针对现有聚合物溶解性差的问题，在确保增粘及剪切恢复性能的基础上，提出制备小分子量的速溶型聚合物。传统的自由基聚合存在分子量分布宽且难以调控等局限。值得一提的是，1998年澳大利亚CSIRO的Rizzard等学者发现在自由基聚合中加入一类高效链转移剂，可与增长自由基发生可逆加成-断裂链转移(RAFT)。相比于传统自由基聚合法，利用RAFT方法可以对聚合物的分子量实现精准的调控，从而可以得到目标分子量及分子量分布较窄的聚合物产品。此外，由链转移反应的作用机理可知，RAFT链转移剂在反应过程中会分解为两部分并连接在聚合过程反应链末端，这为控制含有特定功能化基团的RAFT链转移剂进行聚合反应以得到末端改性的聚合物产品提供可能。

综上所述，通过利用低分子聚合物间的主客体包合作用组装超分子体系，可以在保留低分子聚合物速溶性的同时，使聚合物体系具备自增粘及粘度剪切恢复能力。

发明内容

为了实现上述技术效果，本公开提供了一种末端含有主、客体基团的可逆加成-断裂(RAFT)链转移剂及其在制备聚合物中的应用。通过改性接枝具有包合作用的主、客体基团，得到末端分别含有主、客体基团的RAFT链转移剂。所述链转移剂可用于制备分子量可控的速溶型自增粘聚合物，可以显著提高聚合物体系的粘度，剪切后恢复程度高，具有良好的机械性能。

为了实现上述技术效果，本公开提供以下技术方案：

本公开第一方面，提供一种链转移剂，所述链转移剂具有如下的结构式：

所述化合物分子量为300～3000。

优选的，所述链转移剂结构式中m、n的值分别为1～3，2～4。

优选的，所述基团A为包括但不限于α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、葫芦脲、杯芳烃、柱芳烃、冠醚中的一种。

优选的，所述基团B为包括但不限于单芳烃、萘环芳烃、三环芳烃、烷烃、脂肪烃、紫罗精、含氮或含胺化合物中的一种。