[发明专利]一种含杂原子聚合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种含杂原子聚合物的制备方法：式Ⅰ所示化合物与式Ⅱ所示化合物在引发剂的条件下发生聚合反应，生成式Ⅲ所示的含杂原子聚合物：其中，X为O、S、Se、Te、NH和PH中的任一种，Y为O、S、Se、Te、NH和PH中的任一种，R₁～R₃各自独立地表示为H、含有取代基或非取代的C1‑14脂肪族碳链、含有取代基或非取代的C6‑14脂环族基团、含有取代基或非取代的C6‑14芳香族基团、含有取代基或非取代的C3‑14杂环基团中的任一种，n为聚合度，在1‑10000之间。该制备方法可以在温和条件下高效进行，同时具有分子量分布较窄和分子量可以进行调控的优点。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种含杂原子聚合物的制备方法。

背景技术

向聚合物中引入O、S、N、P等杂原子可以有效地改善聚合物的性能，如杂原子的引入会提高聚合物的降解性能，有利于开发可降解材料；O、S等极性原子还可以增强聚合物的结晶能力，从而改善其力学性能；此外S和P的引入还是提高聚合物材料折光指数的一种重要方法。但是目前这类材料的制备方法还相当有限，主要是通过环氧化合物和二氧化碳、氧硫化碳、二硫化碳、酸酐等物质的反应引入，反应虽然具有可控性，但是可聚合的单体种类有限，产物的结构较难调控。此外反应活性很低，需要结构复杂的催化剂催化反应，这些不利因素极大地限制了这类方法的应用。

目前也有很多通过其他反应制备含杂原子的聚合物的方法报道，如：通过二元胺和二硫化碳缩聚制备聚硫脲材料(Macromolecules 2019,52,8596-8603)，以及通过二元胺和二元环状二硫代碳酸酯加成聚合制备硫代聚氨酯材料(Macromolecules 2001,34,727-733)。虽然这些方法可以在无催化剂的温和条件下反应得到聚合物材料，但是大都存在着分子量不可控，产物分子量分布很宽，分子量也很难进行调控的难题。上述方法不能用于制备嵌段或者其他更复杂结构的聚合物材料以满足不同应用的需求。因此开发一种可以在温和条件下活性聚合制备含有杂原子的聚合物仍是一个重要的研究课题。

发明内容

本发明的目的在于针对目前含杂原子的聚合物制备方法单一的问题，提供一种含杂原子聚合物的制备方法，反应可以在温和条件下高效进行，同时具有分子量分布较窄和分子量可以进行调控的优点。

本发明提供的技术方案为：

一种含杂原子聚合物的制备方法，所述制备方法为：式Ⅰ所示化合物与式Ⅱ所示化合物在引发剂的条件下发生聚合反应生成式Ⅲ所示的含杂原子聚合物：

其中，X为O、S、Se、Te、NH和PH中的任一种，Y为O、S、Se、Te、NH和PH中的任一种，R₁～R₃各自独立地表示为H、含有取代基或非取代的C1-14脂肪族碳链、含有取代基或非取代的C6-14脂环族基团、含有取代基或非取代的C6-14芳香族基团、含有取代基或非取代的C3-14杂环基团中的任一种，n为聚合度，在1-10000之间。

优选的，所述R₁～R₃中的取代基各自独立地选自卤素原子、具有1至20个碳原子的支链或直链的烃基、1至20个碳原子的支链或直链的烷氧基、3至20个碳原子的支链或直链的环烷基、6至30个碳原子的芳香基或5至30个碳原子的杂芳香基中的一种或多种。

优选的，所述聚合反应的反应温度为-20～120℃、反应时间为0.1～48h。

优选的，所述聚合反应在本体或者溶剂中进行；其中，所述溶剂选自四氢呋喃、苯、甲苯、氯仿、己烷、乙醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、二甲基亚砜、四氯化碳、1,4-二氧六环、吡啶、乙腈或甲醇中的一种或多种。

优选的，所述式Ⅰ所示化合物与式Ⅱ所示化合物的单体摩尔比在100：1～1：100之间。