[发明专利]环糊精功能化的长链超支化聚苯乙烯多孔膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种环糊精功能化的长链超支化聚苯乙烯多孔膜的制备方法，采用动态呼吸图案法与旋涂法相结合制备出一种基于环糊精功能化的长链超支化聚苯乙烯多孔膜。其中，疏水的长链超支化聚苯乙烯形成多孔膜的基体，而亲水的β-环糊精形成多孔膜的孔壁。有益效果是：采用相反转法与旋涂法相结合的方法制备出环糊精功能化的长链超支化聚苯乙烯聚合物多孔膜。首先，利用ATRP与点击化学相结合的方法制备出了分子量分布较窄、分子量大小可控的长链超支化聚苯乙烯，这为后续调控多孔膜的结构参数提供了前提。其次，超支化聚苯乙烯外端大量的β-环糊精单元的存在，为多孔膜提供了包合和识别功能。这种聚合物多孔膜有望在药物传输、染料分子的吸附以及作为抗污材料等方面有广泛的应用。

主权项

一种环糊精功能化的长链超支化聚苯乙烯多孔膜的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：以与丙炔醇体积比为10:3的甲苯作为溶剂，加入到摩尔比为520:52:3丙炔醇、2‑溴代丁二酸和对甲苯磺酸中，在60℃条件下反应36h；反应结束后，减压蒸馏除去甲苯后将其溶解在二氯甲烷中，用NaOH溶液洗后用蒸馏水洗得到黄色的液体；加入与黄色液体体积比为2:1的无水MgSO4干燥，搅拌1h～2h，减压蒸馏除掉二氯甲烷得到黄色粘性液体的2‑溴代丁二酸二丙炔醇酯；步骤2：在干燥Schlenk管中按摩尔比为50:1:1:3依次加入苯乙烯、2‑溴代丁二酸二丙炔醇酯、二联吡啶以及溴化亚铜，溶解后利用Schlenk技术除去反应瓶中的溶氧，随后在密封条件下于110℃反应至液体变粘后降至室温，采用四氢呋喃稀释,然后用中性氧化铝层析柱除去金属盐，再在甲醇中沉淀并过滤，于30℃下真空干燥至恒重，得到白色固体的线型聚苯乙烯；步骤3：向干燥容器中按摩尔比为1:1.5依次加入叠氮钠和磺酰化的β‑环糊精，并加入与磺酰化环糊精质量比为10:1的水作为溶剂，在密封条件下于80℃反应12h；反应结束后，将体系暴露在空气中并冷却至室温，然后在冷丙酮中沉淀并过滤，真空干燥至恒重，得到白色固体的叠氮化β‑环糊精；向干燥容器中按摩尔比为10:1依次加入叠氮化钠和聚苯乙烯，并加入N,N‑二甲基甲酰胺作为溶剂，在磁力搅拌条件下溶解，在密封条件下于40℃反应20h；反应结束后，利用中性氧化铝层析柱除去聚合物溶液中未反应完全的叠氮化钠,然后在甲醇中沉淀,过滤收集沉淀于30℃下真空干燥至恒重，得到白色固体即为叠氮基取代的聚苯乙烯；步骤4：在干燥Schlenk管中按摩尔比为1:1:1依次加入叠氮基取代的聚苯乙烯、N,N,N',N,'N''‑五甲基二亚乙基三胺PMDETA和溴化亚铜，以N,N‑二甲基甲酰胺作为溶剂，溶解后利用Schlenk技术除去反应瓶中的溶氧，在密封条件下于60℃反应24h；反应结束后，将聚合物溶液利用中性氧化铝层析柱除去金属盐，然后在甲醇中沉淀,过滤收集沉淀于30℃下真空干燥至恒重，得到棕色固体即为超支化聚苯乙烯；步骤5：在干燥Schlenk管中按摩尔比为4000:13:400:400依次加入叠氮化β‑环糊精、超支化聚苯乙烯、N,N,N',N,'N''‑五甲基二亚乙基三胺PMDETA和溴化亚铜，以N,N‑二甲基甲酰胺作为溶剂，完全溶解后利用Schlenk技术除去反应瓶中的溶氧，在密封条件下于60℃反应36h；反应结束后，用截留分子量为8000～14000D的透析袋在N,N‑二甲基甲酰胺中透析4～5天，将透析袋中的液体旋蒸至剩余1～2mL时用蒸馏水沉淀，用G4砂芯漏斗过滤产物后真空干燥至恒重，得到白色固体即为外端带有叠氮化β‑环糊精的超支化聚苯乙烯；步骤6：在干燥容器中配置23wt％的N‑甲基吡咯烷酮溶液，将干净的载玻片置于旋涂机空腔内，在空气湿度为50％、空气流速为1.5L/min、旋涂机转速为2000rpm条件下，将配好的溶液滴于载玻片上，待溶剂挥发20s后，将载玻片浸于超纯水中，待膜从载玻片上完全脱落后取出载玻片，所得到的白色的薄膜状物为基于环糊精功能化的超支化聚苯乙烯自组装的多孔膜。