[发明专利]一种环糊精基星型嵌段聚合物及环糊精基星型嵌段聚合物/金纳米棒复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环糊精基星型嵌段聚合物及环糊精基星型嵌段聚合物/金纳米棒复合材料的制备方法。

背景技术

纳米材料因为具有的小尺寸效应、量子效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，使得其在物理与化学方面显示出与传统的宏观材料截然不同的独特性质，成为材料科学等各个领域的研究热点。大量研究表明，制备特定形貌且单分散的金纳米粒子仍然是项具有挑战的工作。目前制备这类金纳米粒子的方法主要包括:1)在限制尺寸和形状内制备金纳米粒子；2)有机和/或生物分子对纳米粒子表面的改性；3)形成复合的纳米结构,例如球型核壳结构；4)金纳米粒子在2-D或者3-D空间或者器件内的自组装或者排列。

对比众多纳米材料的制备方法，通过自组装的方法，可以很方便地制备纳米金属簇、半导体纳米材料、功能性乳胶纳米粒子、聚合物纳米复合材料等。通过自组装原理所获得的新型功能型纳米复合材料，在高新技术领域的应用已经显示出宽阔的前景，主要的应用领域有：1)因为高分子胶束的纳米尺寸特征,可以进入与病毒相似的活动场所,并且能够在人体血液中停留较长的时间,通过特定修饰后攻击并渗透到肿瘤部位的毛细血管处,可以用作靶向载体进行药物输送；2)聚合物胶束可以作为“纳米反应器”来制备高分散性的金属或者半导体纳米粒子；3)通过吸附作用或者化学键将高分子胶束附着在表面上,可作为一种独特的表面模版；4)可以用聚合物胶束制备智能化或者具有环境响应特性的纳米器件；5)利用水溶性的聚合物胶束的核对有机小分子较强的吸附能力,在污水处理、环境净化以及微量成分的富集领域有很好的应用等。

利用高分子链自组装形成 “纳米反应器”的原理，制备新型功能性纳米材料是目前最具吸引力的研究领域之一。其中,对于直链型嵌段共聚物的胶束化研究尤其广泛和深入，这类嵌段共聚物在选择形溶剂中形成特定的“核-壳结构，即以不溶性嵌段聚集组成核,以可溶性嵌段组成壳。与直链型嵌段聚合物相比，星型聚合物和超支化聚合物能够在更大的尺寸范围内发生相分离，因而其自组装行为明显不同，可组装成数厘米长的多壁管状宏观聚集体等特定结构。

在实际应用中,如果环境改变,比如加入其它物质、改变pH或温度等，都可能会导致直链型嵌段共聚物胶束结构的解体，因此固定胶束结构对其实际应用具有很重要的意义。以树枝状聚合物或超支化聚合物形成胶束，则体系具有更强的稳定性和实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环糊精基星型嵌段聚合物及环糊精基星型嵌段聚合物/金纳米棒复合材料的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种环糊精基星型嵌段聚合物的制备方法，包括以下步骤：

1）将β-环糊精、P₂S₅、对甲氧基苯甲酸三者在碱性及无氧条件下于有机溶剂中进行充分回流反应，将所得产物进行纯化得到二硫代酯，用作RAFT聚合链转移剂；

2）将上步制备的RAFT聚合链转移剂、甲基丙烯酸甲酯、功能单体三者混合，在引发剂存在以及无氧条件下于溶剂中进行活性自由基聚合反应，冰水浴冷却停止聚合，所得产物进行纯化分离；

3）以上步得到的产物作为大分子链转移剂，将亲水单体、大分子链转移剂混于溶剂中，在自由基引发剂存在以及无氧条件下进行活性自由基聚合反应，冰水浴冷却停止聚合，将所得产物纯化分离，再用还原剂还原即可。

步骤1）中，所述的β-环糊精、P₂S₅、对甲氧基苯甲酸三者的用量比为：4mmol：（8-16）mmol：（8-16）mmol。

步骤1）中，所述的纯化方法为：将所得产物用水洗涤、乙酸乙酯萃取、旋干、过柱、收集橙红色洗脱份，其中，过柱所用的流动相为石油醚与乙酸乙酯的混合物。

石油醚与乙酸乙酯的体积比为20:1。

步骤2）中，所述的功能单体为丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯中的至少一种，甲基丙烯酸甲酯与功能单体的总的物质的量:RAFT聚合链转移剂的物质的量:自由基引发剂的物质的量=1000：（4-6）：（0.5-1.5）；功能单体与甲基丙烯酸甲酯的物质的量之比为1:（5-10）。

步骤2）中，聚合反应的温度为75-85℃，共聚的时间为12-15h；所述的纯化分离方法为：用甲醇为沉淀剂，抽滤后用DMF溶解，溶解-沉淀循环两次，再用截留分子量为7000Da的透析袋透析72h，后干燥。