[发明专利]一种2.0代聚酰胺胺树状大分子的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，特别涉及一种2.0代聚酰胺胺树状大分子的制备方法。

背景技术

聚酰胺胺树状大分子是一类具有超支化结构的高分子材料，在结构上不同于传统的支化高分子，其大小、形状可控，内部有空腔，表面具有丰富的官能团等。树状大分子的提出是近二十多年的事情，是目前研究的热点之一。树状大分子通常都是由三个不同的部分组成的：第一部分是活性中心，是树状大分子的起始部分；第二部分是由多个重复支化单元组成的内层，位于树状大分子的中部；第三部分是具有丰富表面官能团的外层，是树状大分子的结束部分，这三个部分相互影响并构成了一个独立的分子体系。树状大分子分布具有单分散性，并且具有拓扑学结构等独特的结构特点，使其在膜材料、纳米复合材料、生物医药载体、催化剂等众多领域显示出广阔的潜在应用前景。

目前，聚酰胺胺树状大分子的合成方法主要有发散法、收敛法以及发散收敛结合法，但是不管采用哪一种合成方法都需要多步的反应并需要多次的减压蒸馏进行分离。例如在合成1.0代聚酰胺胺树状大分子时需要减压蒸馏两次；合成2.0代聚酰胺胺树状大分子时需要减压蒸馏四次才可以；合成n代聚酰胺胺树状大分子时需要2n次减压蒸馏，这样就造成了其合成步骤繁琐，制备成本很高，限制了其在工业中的应用。经过文献检索发现，目前关于采用“一锅法”制备聚酰胺胺树状大分子的研究未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种2.0代聚酰胺胺树状大分子的制备方法。采用“一锅法”合成聚酰胺胺树状大分子，这样可以减少合成的步骤，降低制备的成本。这样可以大大的减少原材料和溶剂使用量，减少分离的次数，降低树状大分子的合成成本，能加快实现聚酰胺胺树状大分子在相关工业领域中的大规模应用。

本发明所提供的一种2.0代聚酰胺胺树状大分子的制备方法的具体步骤如下：

（1）将乙二胺及无水甲醇依次加入反应器中，在搅拌条件下缓慢滴加丙烯酸甲酯，在20-30℃的反应温度下，反应6-12h，得到0.5代聚酰胺胺树状大分子，所述乙二胺、无水甲醇及丙烯酸甲酯的摩尔份数分别为1、10、4；

（2）在所述步骤（1）得到0.5代聚酰胺胺树状大分子中滴加乙二胺进行酰胺化反应，同时加入无水甲醇，在20-30℃的反应温度下，反应12-24h得到1.0代聚酰胺胺树状大分子的无水甲醇溶液，所述乙二胺及无水甲醇的摩尔份数分别为4、2；

（3）在搅拌条件下，向步骤（2）得到的1.0代聚酰胺胺树状大分子的无水甲醇溶液中缓慢滴加丙烯酸甲酯，所述丙烯酸甲酯的摩尔份数为8，在20-30℃的反应温度下，反应6-12h，得到1.5代聚酰胺胺树状大分子；

（4）在步骤（3）得到的1.5代聚酰胺胺树状大分子中滴加摩尔份数为8的乙二胺进行酰胺化反应，同时加入摩尔份数为4的无水甲醇，在20-30℃的反应温度下，反应12-24h得到2.0代聚酰胺胺树状大分子的无水甲醇溶液，然后减压蒸馏除去无水甲醇得到2.0代聚酰胺胺树状大分子。

本发明方法制备简单，本发明方法与传统合成方法相比，由于在酰胺化阶段少用了乙二胺以及在合成过程中减少了分离次数，节约了原料，减少了分离时间和能耗。

具体实施方式

实施例1：首先将0.01摩尔的乙二胺和0.1摩尔的无水甲醇依次加入250ml的三口烧瓶中，在搅拌条件下缓慢滴加0.04摩尔的丙烯酸甲酯，在30℃的反应温度下，反应6h；然后再直接滴加摩尔比为0.04摩尔的乙二胺进行酰胺化反应，同时加入摩尔比为0.02摩尔的无水甲醇，在20℃的反应温度下，反应24h得到1.0代PAMAM的无水甲醇溶液。在搅拌条件下，缓慢滴加0.08摩尔的丙烯酸甲酯，在20℃的反应温度下，反应12h；然后再滴加0.08摩尔的乙二胺进行酰胺化反应，同时加入0.04摩尔的无水甲醇，在20℃的反应温度下，反应20h，最后减压蒸馏除去无水甲醇，得到2.0代的聚酰胺胺树状大分子。