[发明专利]一种含有聚苯乙烯主链的环刷状聚合物的制备方法

摘要

本发明公开了一种含有聚苯乙烯主链的环刷状聚合物的制备方法。具体而言，该方法包括如下步骤1）合成线性聚苯乙烯；2）线性聚苯乙烯的叠氮化；3）闭环反应；4）环状聚苯乙烯的苄位溴代；以及5）环刷状聚苯乙烯的合成。本发明首次将ATRP反应、CuAAC反应和Wohl‑Ziegler反应这三者完美结合，通过控制反应物料的投料比来控制聚合物的接枝密度，再通过控制反应时间来控制接枝的长度，成功制备出一系列含有聚苯乙烯主链的环刷状聚合物，从根本上实现了环刷状聚合物制备方法的可调控性。

主权项

一种含有聚苯乙烯主链的环刷状聚合物的制备方法，其包括如下步骤：1）合成分子量为4300~5300g/mol的线性聚苯乙烯：将苯乙烯、引发剂、铜盐、配体、还原剂和溶剂苯甲醚加入到反应容器中，于80~120℃反应4~6小时，得到线性聚苯乙烯，其中所述苯乙烯、引发剂、铜盐、配体和还原剂之间的摩尔比为600~800:7~8:2~4:6~8:4~6；2）线性聚苯乙烯的叠氮化：将步骤1）中得到的线性聚苯乙烯、叠氮化钠和溶剂N,N‑二甲基甲酰胺加入到反应容器中，于20~30℃反应20~30小时，得到叠氮化线性聚苯乙烯，其中所述线性聚苯乙烯和叠氮化钠之间的摩尔比为1:10~25；3）闭环反应：将溶剂甲苯加入到反应容器中，通入惰性气体过夜除氧，常温下将还原剂、配体和亚铜盐加入到反应容器中，反应溶液升温到60℃后，再将预先溶解于甲苯中的步骤2）中得到的叠氮化线性聚苯乙烯缓慢加入到反应容器中，时间控制在20~40小时之间，进样过程中温度控制在50~70℃且持续通入惰性气体，进样结束后继续反应20~30小时，得到环状聚苯乙烯，其中所述叠氮化线性聚苯乙烯、亚铜盐、配体和还原剂之间的摩尔比为1:50:75:50~100；4）环状聚苯乙烯的苄位溴代：将步骤3）中得到的环状聚苯乙烯、N‑溴代酰亚胺、自由基引发剂和溶剂四氯化碳加入到反应容器中，在20~25℃下搅拌0.5~1小时，加热回流反应6~10小时，得到溴代环状聚苯乙烯，其中所述环状聚苯乙烯中的重复单元、N‑溴代酰亚胺和自由基引发剂之间的摩尔比为1:0.3~0.8:0.2~0.6；5）环刷状聚苯乙烯的合成：以步骤4）中得到的溴代环状聚苯乙烯作为大分子引发剂，将大分子引发剂、亚铜盐、苯乙烯、配体和溶剂苯甲醚加入到反应容器中，采用惰性气体无氧处理后将反应容器密封，于90~110℃反应1~8天，得到环刷状聚苯乙烯，其中所述大分子引发剂、苯乙烯、亚铜盐和配体之间的摩尔比为1:50~200:1:1。