[发明专利]一种基于聚噻吩的两亲嵌段聚合物、其制备方法和电活性胶束

说明书

本发明提供了一种基于聚噻吩的两亲嵌段聚合物、其制备方法和电活性胶束，聚合物具有式Ⅰ结构。该两亲嵌段共聚物具有亲水链段和疏水链段，通过调控两链段的比例获得核壳结构的电活性胶束。本发明通过一步法制备了两亲嵌段聚合物，方法简单，并利用两性离子之间的静电相互作用以及其与聚噻吩明显差异的溶解特性，首次制备了核壳结构的rod‑coil型聚噻吩两嵌段聚合物。本发明基于ATRP引发或Click偶联制得聚噻吩与两性离子的嵌段聚合物；以及利用加入表面活性剂的方法制备两亲嵌段共聚物并利用两性离子以及共轭聚合物的分子链段的π‑π相互作用制备核壳结构的电活性胶束。

技术领域

本发明属于聚合物技术领域，尤其涉及一种基于聚噻吩的两亲嵌段聚合物、其制备方法和电活性胶束。

背景技术

近年来，催化剂转移聚合(CTP)方法的发展为共轭聚合物(或CPs)的可控合成提供了新思路。该聚合方法遵循链式聚合机理，其核心是催化中心经过分子内链转移过程对聚合物端基进行氧化加成反应。基于Kumada,Negesi,Suzuki-Miyaura和Stille偶联反应的催化剂转移聚合均已成功报道。该方法具有活性链式聚合的特征：所得聚合物分子量可控、分子量分布较窄；能够制备端基明确的聚合物；聚合物的分子量可以通过控制单体/催化剂的投料比控制；通过顺序加料方式可以合成嵌段聚合物。利用该方法可以制备不同拓扑结构的共轭聚合物例如嵌段聚合物，刷型、星型聚合物等有利于拓展CPs新的应用。利用此方法制备的不同结构嵌段共聚物在光电器件领域已有很多报道。嵌段聚合物由于两链段不同的机械性质、溶解性等物理不相容性，可以在选择性的溶剂中自组装成不同形貌的胶束：例如管状、球型、层状结构等。如成功制备了聚噻吩-b-聚谷氨酸酸苄酯(P3HT-b-PBLG)聚合物，该聚合物固态呈现微相分离形貌，旋涂的方式可以获得纳米线形貌。Hillmeyer等人报道了PLA-b-P3HT和PLA-b-P3HT-b-PLA嵌段聚合物的合成，该材料可以形成薄层状结构，利用氢氧化钠溶液刻蚀，可以获得介孔结构的薄膜。

目前已经报道的导电高分子生物材料，主要是基于通过化学或者电化学方法获得。反应条件苛刻，难以调控所得聚合物的性质如分子量、分子量分布等，从这个角度讲，很难实现重复性，大规模合成。这些问题也限制了导电高分子生物学改性应用。其次，目前已经报道的聚噻吩rod-coil型嵌段聚合物多为亲油性两嵌段聚合物，两亲嵌段型聚合物聚噻吩与聚丙烯酸是经过后改性获得的，材料由于共轭聚合物分子链段的π-π相互作用，通常组装成微纳米纤维结构。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于聚噻吩的两亲嵌段聚合物、其制备方法和电活性胶束，该两亲嵌段聚合物具有核壳结构。

本发明提供了一种基于聚噻吩的两亲嵌段聚合物，具有式Ⅰ结构：

其中，10≤x≤100，40≤y≤200；

所述R为既含阳离子又含阴离子的两性离子基团。

优选地，所述R选自式101、式102、式103、式104或式105；

其中，n的取值为2～4；

所述2≤x1≤10；

所述2≤x2≤10；

所述2≤x3≤10；

所述2≤x4≤10。

优选地，所述x为35～40，y为250～300。

本发明提供了一种上述技术方案所述两亲嵌段聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将羟基端基的聚噻吩和溴异丙基酰溴在三乙胺催化下反应，得到端基含溴异丙基的聚噻吩引发剂；