[发明专利]一种Janus刷形聚合物电解质及其制备与应用

权利要求书

1.一种Janus刷形聚合物电解质，其特征在于，该聚合物电解质具有主链、以及同时接枝在主链上的两种不同类型的侧链，这两种不同类型的侧链分别为柔性侧链和刚性侧链，并且，主链的链段长度大于任意一种侧链。

2.如权利要求1所述Janus刷形聚合物电解质，其特征在于，所述聚合物电解质的主链为聚丙烯酸酯链，两种侧链分别为聚氧化乙烯链和聚苯乙烯链；

并且，所述主链上每一重复单元的其中一个碳原子上同时连接有聚氧化乙烯和聚苯乙烯这两种侧链；所述聚合物电解质具有如式(一)所示的结构：

其中，x为50～200的整数，y为20～110的整数，z为20～60的整数。

3.如权利要求1或2所述Janus刷形聚合物电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法是由双官能团大分子依次引发聚氧化乙烯和聚苯乙烯侧链增长得到的刷形聚合物；

所述双官能团大分子优选为聚2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸，结构式如式(四)所示：

其中，x为50～200的整数。

4.如权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述制备方法采用的合成路线如下：

其中，y为20～110的整数，z为20～60的整数；

优选的，结构式如式(四)所示的聚2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸，其合成路线如下：

5.如权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：

(1)将所述2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸叔丁酯与链转移试剂、自由基引发剂以及溶剂A混合均匀，除去体系中的水和氧，在保护性气体氛围下，加热反应，经沉淀、过滤、干燥后得到聚2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸叔丁酯；

(2)将步骤(1)得到的聚2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸叔丁酯溶于溶剂B中，在搅拌状态下加入三氟乙酸，反应后干燥得到如式(四)所示的聚2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸；

(3)将步骤(2)得到的聚2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸与4-二甲氨基吡啶、二环己基碳二亚胺加入溶剂C中溶解，然后加入聚乙二醇单甲醚，充分搅拌均匀，反应得到如式(五)所示具有聚氧化乙烯侧链的梳型接枝共聚物；

(4)将步骤(3)得到的接枝共聚物与苯乙烯、催化剂、配体以及溶剂D混合均匀，除去体系中的水和氧，在保护性气体氛围下，加热反应，经沉淀、过滤、干燥后得到如式(一)所示具有聚氧化乙烯和聚苯乙烯双侧链的Janus刷形聚合物。

6.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述链转移试剂为2-氰基-2-丙基苯并二硫、4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸、双(硫代苯甲酰基)二硫醚中的任意一种，所述链转移试剂与所述2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸叔丁酯的摩尔比为1:100～1:250；

所述引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异戊腈和偶氮二异丁腈中的任意一种，所述引发剂与所述2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸叔丁酯的摩尔比为1:200～1:500；

所述溶剂A为四氢呋喃、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种；

所述保护性气体为氮气或惰性气体中的任意一种；所述惰性气体优选为氩气；

所述加热反应的反应温度为50～100℃，反应时间为12～72小时。

7.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述聚2-(4-溴丙酰氧基亚甲基)丙烯酸叔丁酯与三氟乙酸的摩尔比为1:5～1:20；

所述溶剂B为二氯甲烷、四氢呋喃、乙醚中的任意一种；

反应的反应温度为0～60℃，反应时间为12～48小时。