[发明专利]聚乙烯基环境响应性两嵌段和三嵌段共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子合成化学技术领域，涉及聚乙烯基环境响应性两嵌段和三嵌段共聚物及其制备方法，具体涉及一种具有对温度响应性的聚乙烯基两嵌段共聚物和一种同时具有对温度和pH响应性的聚乙烯基三嵌段共聚物及其合成方法，所得到的新型嵌段聚合物在水溶液中分别显示了温敏响应性和温敏与pH敏双重响应性。

技术背景

聚烯烃（以聚乙烯、聚丙烯为代表）是工业上产量最大的高分子材料，基于聚烯烃的聚合物材料对人类的生活有着重大的意义。由于聚烯烃是非极性材料，因此对聚烯烃进行功能化，可以显著地改善聚合物材料的柔韧性、粘附力、防护性能、表面性能、耐溶剂性、与其它聚合物的混溶性以及流变性等性能，此外，功能化改性的聚烯烃材料，还可以附加新的功能，如光电、医用、双亲性等等，拓展聚烯烃在其它领域的应用。聚烯烃功能化改性一直是学术界和工业领域一个重要课题和挑战。目前，对聚烯烃功能化改性常用的方法有三种：（1）极性单体和乙烯共聚；（2）对聚烯烃产物进行后功能化改性；（3）引入活性官能团，使烯烃配位聚合与其它聚合方式结合。第一种方法主要是使用配位聚合方式，通过烯烃和极性单体共聚，一步到位地制备功能化聚烯烃，精确控制聚合物结构和组成，一直是烯烃聚合领域关注的具挑战性的研究课题。第三种方法是基于聚烯烃中引入特殊活性官能团，直接或通过化学转化，作为极性单体聚合反应的引发位点，进行极性单体的聚合（如阴离子聚合和可控自由基聚合），制备带有可控极性链段的功能化聚烯烃。目前，大部分的聚烯烃是通过配位聚合生产，在聚烯烃中引入活性基团，第二步采用活性/可控聚合方式在聚烯烃上引入具有可控特征的极性接枝或嵌段（包括链长、分子量分布和结构等），可以制备聚烯烃基共聚物。目前常用的活性/可控聚合方法可分为四种：（1）阴离子聚合；（2）氮氧化合物媒介的自由基聚合（NMRP）；（3）原子转移自由基聚合（ATRP）；（4）可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）。Hillmyer等（J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.2001, 39, 2755.）报道用配位聚合和阴离子开环聚合相结合，制备了线型聚乙烯嵌段聚乳酸共聚物（PE-b-PLLA）, Chung（Polymer2005, 46, 10585.）等和Kim（Macromolecules,2002, 35, 8923.）等报道用配位聚合和阴离子开环聚合相结合，制备了线型聚乙烯嵌段聚己内酯共聚物（PE-b-PCL）。Kashiwa等（J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.2003, 41, 3965.）和Matyjaszewski等（Macromolecules 2005, 38, 5425.； J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.2004, 42, 496.）报道用配位聚合和ATRP相结合，制备了线型聚乙烯嵌段聚苯乙烯，聚丙烯酸正丁酯、聚丙烯酸特丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物（PE-b-PS , PE-b-PnBA, PE-b-PtBA, PE-b-PMMA），Zhu等（Macromol. Chem. Phys. 2010, 211, 1452.）报道用配位聚合和ATRP相结合，制备了线型聚乙烯嵌段聚甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯（PE-b-POEGMA）共聚物，Kashiwa等（Polym. Bull.2006, 57, 805.）报道用配位聚合和RAFT相结合，制备了线型聚乙烯嵌段聚甲基丙烯酸甲酯共聚物（PE-b-PMMA），Zhu等（Macromolecules 2009, 42, 3804.）报道用配位聚合和点击反应相结合，制备了线型聚乙烯嵌段聚环氧乙烷嵌段共聚物（PE-b-PEO）。