[发明专利]一种聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种共聚物，尤其是涉及一种采用乙基黄原酸基封端的聚二甲基硅氧烷大分子(PDMS-macro RAFT agent)为链转移剂，偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，引发苯乙烯(St)进行可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合制备聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物的方法。

背景技术

聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有良好的热稳定性、极低的玻璃化温度、低表面能、良好的憎水防污、电气绝缘、耐氧化性及生理惰性等，这些特殊的性能使有机硅在许多特殊的场合得到广泛的应用。聚苯乙烯(PS)具有价廉、加工性好、透明、质硬、尺寸稳定性好等优点，但存在冲击强度较差、易燃、抗紫外能力较低、耐温性较差，以及不耐油、酸、醇等缺点。用PDMS改性不仅可以改善PS的部分缺点，使其获得有机硅所具备的各种优异特性，同时可以增强PS的力学性能。

PDMS-b-PS嵌段共聚物的合成方法主要有阴离子聚合法([1]V.Bellas，H.Iatrou，N.Hadjichristidis.Controlled Anionic Polymerization of Hexamethylcyclotrisiloxane.Model Linearand Miktoarm Star Co-and Terpolymers of Dimethylsiloxane with Styrene and Isoprene[J].Macromolecules，2000，33(19)：6993-6997)、活性官能团间的反应([2]Nakagave Y，Miller P J，Matyjaszewski K.Development of novel attachable initiators for atom transfer radicalpolymerization.Synthesis of block and graft copolymers from poly(dimethylsiloxane)macroinitiators[J].Polymer 1998，39(21)：5163～5169)、原子转移自由基聚合([3]Bajaj P，Varshney S K.Morphology and mechanical properties of poly(dimethyl siloxane-b-styrene-b-dimethyl siloxane)block copolymers[J].Polymer，1980，21(2)：201-206)等。阴离子聚合对聚合环境和试剂纯度要求较高，反应通常在很低温度下进行才能得到较好的产物。利用活性官能团反应得到嵌段聚合物通常需要多步反应，实际操作起来较为繁琐，而且会产生大量的均聚物，最终的反应产率往往较低。尽管原子转移自由基聚合没有阴离子聚合反应条件苛刻，但是由于产物的分子量较小限制了其工业应用。与上述合成方法相比，RAFT聚合具有反应条件温和、反应产物结构明确且分子量和分子量分布可控以及操作简便等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应条件温和、反应产物结构明确，且分子量和分子量分布可控以及操作简便的聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物(以下将聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物简称为PDMS-b-PS嵌段共聚物)的制备方法。

本发明所述的PDMS-b-PS嵌段共聚物的化学结构式如下式所示：

其中，x为PDMS-OH的聚合度，y为PS的聚合度。

本发明所述的PDMS-b-PS嵌段共聚物的制备方法其反应式如下：

其中，PDMS-OH为羟基封端的聚二甲基硅氧烷，PDMS-Br为溴封端的聚二甲基硅氧烷，PDMS-macro RAFT agent为乙基黄原酸基封端的聚二甲基硅氧烷大分子链转移剂，PDMS-b-PS为聚二甲基硅氧烷-b-聚苯乙烯嵌段共聚物。x为PDMS-OH的聚合度，y为PS的聚合度。

本发明所述的PDMS-b-PS嵌段共聚物的制备方法包括以下步骤：

(1)乙基黄原酸基封端的聚二甲基硅氧烷大分子链转移剂(PDMS-macro RAFT agent)的合成：

1)将PDMS-OH用惰性有机溶剂溶解并加入搅拌子，密封搅拌抽真空-充惰性气体操作，加入三乙胺，冰浴冷却后将2-溴异丁酰溴滴入反应瓶中，反应结束后过滤，将滤液减压蒸馏除去惰性有机溶剂后，溶解在二氯甲烷中，用碳酸氢钠溶液洗涤，分液，有机层用干燥剂干燥，再过滤，最后将滤液减压蒸馏除去二氯甲烷得到黄色油状的溴封端的聚二甲基硅氧烷大分子(PDMS-Br)；