[发明专利]一种手性苯酯聚合物交联薄膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种手性苯酯聚合物动态交联薄膜及其制备方法与应用，为侧链型聚合物的手性构建与固定的方法；本发明利用柠檬烯蒸汽在高温下对聚合物进行诱导使其获得手性，接着利用365 nm紫外光源照射聚合物薄膜使其中的肉桂酸基团发生环加成反应实现交联，考察了聚合物薄膜的超分子手性在交联前后对热、溶剂的稳定性差异。与传统的手性交联薄膜不同，本发明公开的手性是一种动态结构，在254 nm紫外光控条件下即可实现解交联过程，弥补了传统交联材料一经交联结构即无法改变的不足。本发明制备的交联薄膜具有良好的手性性能，具有优异的耐热，耐溶剂与手性自修复功能，并且在结构上可以多次实现交联与解交联的可逆过程，使材料应用更加灵活。

技术领域

本发明属于超分子手性固定的技术领域，涉及非手性侧链型苯酯无规共聚物的超分子手性诱导与交联固定，具体涉及手性苯酯聚合物交联薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，由于手性聚合物在手性识别、光致偏振荧光、手性催化等领域所展现出的良好应用前景，引起了研究者的普遍关注。但直接通过有机合成的方法得到手性聚合物大部分都使用价格昂贵的手性试剂，合成的手性聚合物种类也十分有限，极大约束了手性聚合物的发展。因此，如果能通过某种诱导方式在非手性聚合物体系中构建超分子手性，不仅能避免使用价格昂贵的手性试剂和较为繁琐的合成过程，而且还能扩大手性聚合物的结构范围，具有十分重要的意义。

现有技术中，超分子手性自组装基于氢键、π-π堆积、酸碱作用、金属-配位作用、主客体作用等超分子弱作用力，构建的手性组装体，无论构建基元是手性小分子或聚合物，其驱动力是可逆的非共价弱相互作用，这非共价弱相互作用力由于其较弱的能量（一般小于10 KJ/mol），稳定性较差，手性超分子有序结构很容易受到外界的刺激（光、热、pH、溶剂、金属离子等）而作出一定的响应，甚至是不可逆地解离，从而破坏形成的手性超分子结构，很大程度上限制了超分子手性材料的应用。

利用共价键交联是目前最常用于固定组装体结构的方法之一，然而，传统的共价键结构一经交联结构即被固定，无法再改变，固化的结构限制了手性功能材料的应用范围。

发明内容

针对上述情况，本发明首先通过一系列有机合成反应以及RAFT聚合合成侧链末端带有肉桂酸基团的苯酯无规共聚物，利用核磁、GPC、DSC、POM与XRD等表征手段对聚合物的分子量以及液晶性能进行详细的考察；接下来利用旋涂的方式制成聚合物薄膜，选择手性柠檬烯蒸汽对其进行手性诱导，得到光学活性的聚合物薄膜；将获得的手性薄膜在365 nm紫外光源下照射4 h使其进行交联反应，实现了超分子手性的固定，克服传统组装体不稳定，易解离的缺陷。此外，通过254 nm紫外光照0.5 h即可实现解交联过程，克服了传统共价键交联后结构固化的缺点，动态交联过程可以实现手性记忆与手性自修复功能的开关。具体技术方案如下：

一种手性苯酯聚合物交联薄膜的制备方法，将侧链型苯酯聚合物制备成膜然后经过手性试剂诱导，得到手性苯酯聚合物薄膜；再经过基团交联，得到手性苯酯聚合物交联薄膜；所述侧链型苯酯聚合物具有如下化学结构式：

其中，x∶y=1∶（0～5），优选为1∶（0.2～4），进一步优选为1∶（0.3～2），最优选为1∶（0.3～1）。

本发明中，由单体、RAFT试剂、引发剂聚合得到侧链型苯酯聚合物，其数均分子量为9000～15000；优选的，聚合的温度为70～80℃，时间为6～8小时；聚合反应在无水无氧环境下进行；单体、RAFT试剂、引发剂的摩尔比为50～500∶3∶1，优选为100∶3∶1，单体指所有单体的用量；所述单体为带交联基团的PeCA与不带交联基团的Pe；Pe的化学结构如下：

PeCA的化学结构如下：

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