[发明专利]一种光敏剂材料、制备方法及其在制备聚合物中的应用

说明书

本发明涉及高分子合成技术领域，具体涉及一种光敏剂材料的制备以及利用光敏剂材料介导活性自由基聚合制备聚合物的应用，本发明通过利用三价铁催化剂使含苯基的光化学活性单体与苯或苯基取代物之间形成交联结构，制备出具有超交联网络的光催化剂，该催化剂在各色光、长波段光或太阳光照射下可用于催化丙烯酸酯类单体、甲基丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、甲基丙烯酰胺类单体、苯乙烯类单体、醋酸乙烯酯的聚合，制备出具有良好控制性的均聚物和共聚物。

技术领域

本发明涉及高分子合成技术领域，具体涉及一种光敏剂材料、制备方法及其在制备聚合物中的应用。

背景技术

近年来，高分子领域的科研工作者在光催化方面取得了显著进展，这类光催化剂可以利用太阳能制备出具有良好控制性的聚合物，特别是基于可逆失活自由基聚合(RDRP)。到达地球表面的太阳光光谱中有95％是由可见光和近红外(NIR)光构成，其中红外光占据了近50％。利用长波长可见光和近红外光的光子进行光调控RDRP可以抑制副反应的发生(如单体的自引发、已经形成的聚合物的降解)。此外，扩大光激发波长范围可以提高光子在大多数反应介质中的穿透力，避免反应物的竞争吸收。

细菌叶绿素α(BChlα)、四苯基卟啉(RTPP)、两亲性离子聚甲炔、钙钛矿和上转换纳米颗粒均可作为光催化剂在近红外光的照射下可用来调控RDRP，虽然这些光催化剂已经取得了实质性的进展，但只能催化聚合特定的聚合物单体单元，且在近红外光下聚合的单体转化率比在可见光下聚合的单体转化率要低得多。

现有研究中分别基于纳米结构正磷酸银光催化剂和自组装羧基卟啉光催化剂开发了光诱导电子转移可逆加成断裂链转移(PET-RAFT)聚合体系，在这种聚合体系中，利用近红外辐射可以实现相当多的特定单体的转化，但毒性和光催化剂残留问题阻碍了这类光聚合体系的进一步应用。在此基础上开发了非均相光催化剂，如碳纳米点、吩噻嗪基共轭微孔聚合物、卟啉-金属有机框架及其纳米片，这类光催化剂能够高效且良好的控制聚合，但辐照波长总是局限于可见光区域。因此，开发具有宽频带和近红外吸收性能的多相光催化剂对大规模生产聚合物有很大的推动作用。理想情况下，多相光催化剂应在可见光和近红外范围内具有较高的吸收系数，适当的氧化还原电位可以减少RDRP引发剂的用量、调节可逆失活过程及平衡尺寸来确保多相催化剂的高表面积和可回收性。考虑到多相光催化剂、RDRP引发剂和单体的多样性，到目前为止，有效地设计和优化这些材料依然是一个巨大的挑战。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于解决如何开发在可见光和近红外范围内具有较高的吸收系数的高表面积和可回收性的多相光催化剂，提供了一种光敏剂材料、制备方法及其在制备聚合物中的应用。

为了实现上述目的，本发明公开了一种光敏剂材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将含苯基的光化学活性单体、二甲氧基苯和三价铁催化剂同时添加到有机溶剂中进行充分搅拌，通过傅克反应，分阶段升温搅拌反应一段时间得到交联骨架；

S2：将步骤S1中得到的交联骨架进行研磨，随后用有机溶剂进行冲洗，再用有机溶剂进行索式提取，得到粉末；

S3：将步骤S2中得到的粉末分散到有机溶剂中，添加改性剂进行处理，得到光敏剂材料。