[发明专利]聚丙烯酸酯类聚合物封端环糊精聚轮烷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物封端环糊精聚轮烷及其制备方法，具体是涉及一种聚丙烯酸酯类聚合物封端的环糊精聚轮烷及其制备方法。

背景技术

自从Lehn在1988年作了关于超分子化学的精彩演讲后，聚轮烷作为这一新兴领域的重要成员迅速崛起。所谓的聚轮烷是指用多个环状分子，如环糊精，穿在一个长链的线型分子轴上，并用大体积基团封端所制备的超分子聚合物；如果没有用大体积基团封端，则称为聚准轮烷。目前聚轮烷作为材料使用时，存在的主要问题包括以下几个方面：首先是封端问题。由于聚准轮烷两端没有大体积基团阻隔，结构不稳定，环糊精易于从线型分子链上脱落，因此限制了它的应用。目前，聚轮烷的封端方法主要是在聚准轮烷的两端通过有机化学反应，键接上大体积的小分子基团，主要是一些含有芳环结构的化合物。由于封端基团毕竟是小分子，其在整个聚轮烷中所占比例很小，并且随着聚轮烷分子量的增加，封端基团在整个聚轮烷分子中所占的比例越来越小，因此难于通过端基来改善聚轮烷的溶解性，成膜性和pH敏感性等；另外，采用大体积小分子基团封端制备聚轮烷，封端基团往往需要一些即要具有可与聚准轮烷端基反应的功能基团，同时体积又要足够大的特种有机试剂，不仅价格昂贵，而且选择范围也受到了一定的限制，这严重制约了聚轮烷的广泛研究和功能开发。其次是聚轮烷溶解性问题。虽然合成聚轮烷的材料大部分具有较好的溶解性，但形成聚轮烷后，则不溶于水和大部分的有机溶剂，与其他材料的相容性也不好，限制了它的功能开发。最后，聚轮烷功能化问题。聚轮烷作为功能材料使用时，往往不能直接使用，需要对其进行改性。由于目前聚轮烷上可供改性反应的位点主要在环糊精上，因此，改性的方法主要是在环糊精上引入功能基团，方法较为单一。由于存在上述众多问题，许多科研工作者都在从不同的角度对其进行研究开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述缺陷，工作性能优良的聚丙烯酸酯类聚合物封端环糊精聚轮烷及其制备方法。其技术方案为：

一种聚丙烯酸酯类聚合物封端环糊精聚轮烷，其特征在于该聚轮烷的分子式如下：

其中：R₁表示H、CH₃、CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH(CH₃)₂或CH₂CH₂N(CH₃)₂中的任何一种；R₂表示H或CH₃中的任何一种；x表示聚丙烯酸酯的结构单元的数量为从3到300中的任何一个整数；m表示1或2；n表示聚乙二醇的结构单元的数量为从30到450中的任何一个整数；代表穿在聚乙二醇分子链上的α-环糊精。

所述的聚丙烯酸酯类聚合物封端环糊精聚轮烷，聚乙二醇的结构单元的数量较优选的为从60到350中的任何一个整数。

所述的聚丙烯酸酯类聚合物封端环糊精聚轮烷，聚乙二醇的结构单元的数量最优选的为从90到227中任何一个整数。

所述的聚丙烯酸酯类聚合物封端环糊精聚轮烷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：

步骤a：室温下，将质量百分比浓度为10～30％的巯基聚乙二醇水溶液与质量百分比浓度为11.27％的α-环糊精水溶液搅拌条件下混合均匀，其中巯基聚乙二醇与α-环糊精的摩尔比为2到聚乙二醇结构单元数量的0.4倍；将混合溶液室温下静置24小时，得到不流动的凝胶状聚准轮烷物理凝胶；

步骤b：向上述得到的聚准轮烷物理凝胶中加入一种或多种质量百分比浓度为10～100％的丙烯酸酯类单体的二甲基甲酰胺溶液和丙烯酸酯单体总质量0.2～2％的偶氮二异丁腈自由基引发剂粉末，搅拌混合均匀后得到一种白色非均相悬浮液；将上述白色非均相悬浮液置于365纳米紫外暗箱分析仪中反应18～28小时；

步骤c：反应完成后，向上述反应物溶液中加入丙酮，丙酮的量为反应液总体积的6～8倍，超声1小时，再充分搅拌后静置沉淀2小时，沉淀物经真空抽滤后得滤饼；滤饼用水洗涤，水的量为滤饼体积的6～8倍；再次真空抽滤，得到的滤饼经冷冻干燥，80摄氏度下真空干燥，直至产物恒重，最终得到的产物即为聚丙烯酸酯类聚合物封端环糊精聚轮烷。