[发明专利]具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料，其特征在于：通过克酮酸与侧链含有噻吩-哌啶基团的无规共聚物POEGMA-r-PP-r-PSP交联形成，同时噻吩-哌啶基团与克酮酸反应后形成具有近红外光热功能的克酮酸菁染料分子结构，实现光热功能；所述近红外光热聚合物功能材料具有二维形貌，其分子结构式为：

其中，x＝10～21，y＝5～9，n＝32～49。

2.一种权利要求1所述的具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料的制备方法，其特征在于：各步骤的反应体系均进行除水除氧，所述近红外光热聚合物功能材料的制备方法包括如下步骤：

(1)制备单体五氟苯酚活性酯PFP：

在氮气保护下，将五氟苯酚、丙烯酰氯、三乙胺溶于二氯甲烷中，在室温下进行反应，反应结束后，旋蒸除去溶剂，经过柱层析提纯，得到五氟苯酚活性酯PFP，其结构式如下：

(2)制备无规共聚物POEGMA-r-PPFP：

在氮气保护下，以Furan-CTA为RAFT试剂，以AIBN为引发剂，在不低于65℃下对单体聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯OEGMA和五氟苯酚活性酯PFP进行聚合反应，完全反应后，在正己烷中沉淀，旋蒸除去溶剂，得到无规共聚物POEGMA-r-PPFP，其结构式如下：

(3)制备无规共聚物POEGMA-r-PP：

在氮气保护下，将POEGMA-r-PPFP、4-氨甲基哌啶溶于二氯甲烷中，在室温下进行反应，完全反应后在正己烷中沉淀离心纯化，旋蒸除去溶剂，得到部分侧链末端为哌啶基团无规共聚物POEGMA-r-PP，其结构式如下：

(4)制备无规共聚物POEGMA-r-PP-r-PSP：

在氮气保护下，将POEGMA-r-PP、2-巯基噻吩溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在不低于100℃下进行反应，完全反应后在正己烷中沉淀离心纯化，旋蒸除去溶剂，得到部分侧链末端为哌啶-噻吩基团的无规共聚物POEGMA-r-PP-r-PSP，其结构式如下：

(5)制备近红外光热聚合物功能材料：

在氮气保护下，将POEGMA-r-PP-r-PSP和克酮酸溶解在二甲亚砜中，在不低于100℃下进行交联反应，反应完全后，通过溶剂置换的方式将产物导入水中，得到所述近红外光热聚合物功能材料的水溶液，再通过冷冻干燥，得到固相状态下的近红外光热聚合物功能材料，其结构式如下：

3.根据权利要求2所述的具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，五氟苯酚、丙烯酰氯、三乙胺的摩尔比为1:1.1:1.2，反应时间至少为12h。

4.根据权利要求2所述的具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，OEGMA、PFP、Furan-CTA、AIBN的摩尔比为45:20:1:0.1，反应温度为65～70℃，反应时间至少为12h。

5.根据权利要求2所述的具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，无规共聚物POEGMA-r-PPFP的分子量不低于18000，分子量分布指数不大于1.43。

6.根据权利要求2所述的具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，4-氨甲基哌啶、POEGMA-r-PPFP摩尔比为30:1，反应时间至少为12h。

7.根据权利要求2所述的具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，2-巯基噻吩、POEGMA-r-PP的摩尔比为20:1，反应时间至少为12h。

8.根据权利要求2所述的具有交联稳定结构的近红外光热聚合物功能材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，无规共聚物POEGMA-r-PP-r-PSP的分子量不低于18500，分子量分布指数不大于1.68。