[发明专利]一种对温度响应的聚丙烯两嵌段共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开一种对温度响应的聚丙烯两嵌段共聚物及其制备方法。以单末端羟基聚丙烯和三硫代碳酸酯DDAT为原料，制备得到聚丙烯大分子转移剂，利用聚丙烯大分子转移剂引发N‑异丙基丙烯酰胺聚合制备得到温敏性两嵌段共聚物。本发明利用可逆加成‑断裂链转移自由基聚合得到的聚丙烯与聚(N‑异丙基丙烯酰胺)温敏性两嵌段共聚物的力学性能优异，不存在聚合物间难以相容的情况，在温度敏感性材料上具有潜在的应用。

技术领域

本发明属高分子化学合成领域，特别涉及一种对温度响应的聚丙烯两嵌段共聚物及其制备方法，具体涉及一种聚丙烯与聚(N-异丙基丙烯酰胺)嵌段聚合物在水溶液中显示了温敏响应性。

背景技术

聚烯烃(以聚乙烯、聚丙烯为代表)是工业上产量最大的高分子材料，基于聚烯烃的聚合物材料对人类的生活有着重大的意义。由于聚烯烃是非极性材料，因此对聚烯烃进行功能化，可以显著地改善聚合物材料的柔韧性、粘附力、防护性能、表面性能、耐溶剂性、与其它聚合物的混溶性以及流变性等性能，此外，功能化改性的聚烯烃材料，还可以附加新的功能，如光电、医用、双亲性等等，拓展聚烯烃在其它领域的应用。聚烯烃功能化改性一直是学术界和工业领域一个重要课题和挑战。

目前聚烯烃嵌段和接枝共聚物的合成多集中于配位聚合与阴离子开环聚合、ATRP联用方面，由于聚合方式的限制，合成的嵌段共聚物的极性链段多为聚己内酯、聚环氧乙烷、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯类等，其他具有特殊性质的极性链段与聚烯烃结合的报道较少。环境响应性聚合物在药物载体、生物探测器、智能材料等方面有着重要的应用，是未来新型材料的重要组成部分。由于RAFT聚合所适用的极性单体的范围较大(包括丙烯酸酯类、丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯磺酸钠等)，反应条件温和，在各种溶剂中易于实现等优良特点，被广泛的应用于环境响应性(共)聚合物的制备，成为聚烯烃功能化改型的一种很有前途的方式。

目前国内使用聚丙烯制备温敏型材料的方法一般以聚丙烯为基底，在聚丙烯材料的表面涂上一层或两层温度敏感性材料的涂层，此种方法制备温度敏感性材料不仅需要添加很多其他添加剂，而且还存在聚合物不相容的问题。相比之下，聚丙烯嵌段共聚物力学性能更优异。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对温度响应的聚丙烯两嵌段共聚物。

本发明的另一目在于是提供上述对温度响应的聚丙烯两嵌段共聚物的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种对温度响应的聚丙烯两嵌段共聚物，其结构式如下式(Ⅰ)所示：

本发明利用可逆加成-断裂链转移自由基聚合得到的聚丙烯与聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏性两嵌段共聚物的热性能和力学性能优异，不存在聚合物间难以相容的情况，在温度敏感性材料上具有潜在的应用。

一种聚丙烯两嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：

单末端羟基聚丙烯与RAFT试剂三硫代碳酸酯DDAT进行酯化反应，得到聚丙烯大分子转移剂，所述的单末端羟基聚丙烯的结构式如下：

三硫代碳酸酯DDAT的结构式如下：

制备聚丙烯大分子转移剂：将三硫代碳酸酯DDAT溶于四氢呋喃，缓慢滴加适量的氯化亚砜，反应一段时间后，通过减压蒸馏除去有机溶剂等低沸点残余物；用适量的甲苯对获得的产物进行溶解后，缓慢滴加到溶有三乙胺的单末端羟基聚丙烯的甲苯溶液中，制得聚丙烯大分子转移剂。本发明所采用的单末端羟基聚丙烯为全同等规立构的线型单末端羟基聚丙烯，其分子量为5000～5000000g/mol，分子量分布为2～5，羟基封端率为72％～76％。