[发明专利]一种三嵌段两亲性共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子化学领域，特别涉及可控活性自由基聚合采用可逆加成断裂链转移自由基聚合进行大分子设计。

背景技术

上世纪九十年代后，可控/活性自由基聚合技术，诸如：氮氧稳定自由基聚合NMP，原子转移自由基聚合ATRP和可逆加成—断裂链转移自由基聚合RAFT被证实为能够设计合成两亲性聚合物的强大工具。

由聚环氧乙烷段PEO和由可控/活性自由基聚合技术制备得的合成段组成的聚合物。这些大分子的典型合成路线为通过将聚乙二醇单甲醚的末端羟基转化为一个功能基团，该基团适合于NMP、ATRP或者RAFT聚合。文献1 （Lutz J-F. Solution self-assembly of tailor-made macromolecular building blocks prepared by controlled radical polymerization techniques. Polym Int 2006, 55 (9):979-993.）综述了以PEO为亲水链段的大量实例。

含有对氯甲基苯乙烯的共聚物因为有苄基氯的存在而使其非常受关注。在已有的研究报道中，采用含有对氯甲基苯乙烯单元的共聚物作为大分子引发剂制备了结构明确的梳型聚合物。此外，也有研究报道通过用三乙胺对疏水嵌段聚合物前驱体PVBC-b-PS进行季铵化处理，制备了阳离子型的两亲性聚合物PVBC·N(C₂H₅)₃-b-PS，文献2 （Save M, Manguian M, Chassenieux C, Charleux B. Synthesis by RAFT of amphiphilic block and comblike cationic copolymers and their use in emulsion polymerization for the electrosteric stabilization of latexes. Macromolecules,2005, 38 (2):280-289.）通过该方法制备的阳离子两亲性嵌段共聚物。

文献3 （Zhijiao Dong, Zhifeng Fu, Yan Shi, Wantai Yang. Synthesis and characterization of Q-PEO-b-PVBC and Q-PEO-b-(PVBC-grad-PS) combined RAFT polymerization and post-polymerization quaternization. Journal of Polymer Research, 2012, 19 (9): doi:10.1007/s10965-012-9953-y）是由本研究组报道了PEO大分子链转移剂的合成优化条件，得到了高转化率的末端带有双硫酯的大分子RAFT试剂。但文献中尚未报道将PEO，PS和PVBC三种聚合物通过可控活性自由基聚合技术连接到一起，并对PVBC链段进行季铵化处理得到一种新型的三嵌段两亲性嵌段共聚物，该种共聚物的合成将为大分子自组装领域提供一种结果明确的模板研究分子。

发明内容

本发明通过可逆加成断裂链转移自由基聚合（RAFT）和聚合后的季铵化处理设计合成了一种既有非离子型的亲水链段又有阳离子型链段的结构明确的两亲性嵌段共聚物PEO-b-PS-b-PVBC·N(C₂H₅)₃，其制备的基本步骤如下：首先，用不同分子量的PEO Macro-CTA作为RAFT试剂，合成两嵌段共聚物PEO-b-PS，然后以PEO-b-PS作为RAFT试剂设计合成三嵌段共聚物PEO-b-PS-b-PVBC，最后对PEO-b-PS-b-PVBC用三乙胺处理得到PEO-b-PS-b-PVBC·N(C₂H₅)₃。

本发明提供了一种将PEO，PS和PVBC连接到一起并进行季铵化处理得到结构明确的三嵌段两亲性共聚物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：嵌段共聚物PEO-b-PS的制备

在氩气气氛下，以PEO Macro-CTA作为大分子RAFT试剂，AIBN为引发剂，苯乙烯为单体，苯为溶剂，在70 ^oC下反应12-24小时，反应完后用甲醇沉淀，通过改变苯乙烯的投入量和反应时间，得到不同聚合物的聚苯乙烯链段；