[发明专利]基于受阻Lewis酸碱对催化合成序列可控高分子的方法

说明书

本发明的基于受阻Lewis酸碱对催化合成序列可控高分子的方法属于高分子合成技术领域。在有机溶剂中，以极性乙烯基单体作为单体原料，在Lewis酸和Lewis碱的协同催化下对极性乙烯基单体的双键进行分段加成聚合；每加一种单体都保证在上一次单体已经反应完全之后进行；通过控制加入单体的顺序和种类合成不同序列结构的序列可控高分子。本发明具有原料易得、操作方便、反应条件温和、快速、转化率高、单体适应性广等优点，可以得到不同种类的序列高分子，可以得到聚合度和嵌段大的高分子量序列可控高分子。

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，具体涉及基于受阻Lewis酸碱对催化合成序列可控高分子的新方法。

背景技术

序列可控高分子是指高分子链段中不同单体单元按照一定程度的规律进行排列，形成单体单元统计意义上的规则排列。在高分子科学研究领域，由于聚合机理尤其是链式聚合机理的特殊性，实现高分子序列调控的挑战很大，因此序列可控高分子合成被称为高分子合成的“圣杯”和终极目标之一。因为这就要求聚合的催化体系拥有优异的控制性以及适用性。为保证序列结构的可控合成以及链与链间序列结构均匀性，序列可控高分子都是通过“活性”/可控聚合或者迭代多步增长的方法合成得到。近几十年来，可控自由基聚合的发展，例如：原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)、氮氧稳定自由基聚合(NMP) 等，极大地丰富了序列可控高分子的合成方法以及序列结构。例如，2013年，Guillaume Gody等人(Nat Commun 4,2505(2013))利用RAFT活性聚合技术，通过连续加入不同的丙烯酰胺类单体，合成序列可控高分子。2017年，Nikolaos G.Engelis等人(NatChem 9,171–178(2017))利用不含硫的RAFT乳液聚合合成了甲基丙烯酸酯类的序列可控高分子。

然而，目前利用链式聚合机理得到序列可控高分子的方法存在以下缺点：1) 聚合条件较苛刻，要么需要加热要么需要低温，常温下很难做到；2)所得的序列高分子的分子量低；3)所得的序列高分子并没有应用到材料上也缺少对材料性能的测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种合成高分子量序列可控高分子的方法并对所得的序列高分子的材料性能进行测试。

本发明的技术方案如下：

一种基于受阻Lewis酸碱对催化合成序列可控高分子的方法，具体步骤为：在有机溶剂中，以极性乙烯基单体作为单体原料，Lewis酸和Lewis碱协同催化极性乙烯基单体的双键进行加成聚合；第一段聚合物按摩尔比单体:Lewis 酸:Lewis碱＝15～5000:n:1，其中n＝1～10，反应温度为-78℃～110℃，反应时间为 10秒～10小时；然后再按单体:Lewis碱＝15～5000:1的摩尔比加入极性乙烯基单体，每加一种单体都保证在上一次单体已经反应完全之后进行；通过控制加入单体的顺序和种类合成不同序列结构的序列可控高分子。

所述的Lewis酸的结构选自以下四种：

所述的Lewis碱的结构选自以下五种：

所述的极性乙烯基单体的结构为：

其中，R1是烷基、芳基、链烯基、烷基硅烷基或链烯基硅烷基；R2是烷基、芳基、链烯基、烷基硅烷基或链烯基硅烷基；