[发明专利]多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲三嵌段共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子共聚物，尤其涉及一种可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合以POSS作为疏水嵌段的双亲三嵌段共聚物及其制备方法。 

背景技术

近10年来，多面体倍半硅氧烷(Polyhedral oligomericsilsesquioxane,POSS)，作为一种新型有机-无机杂化纳米材料，引起越来越多的关注。POSS经典的结构式为(RSiO_1.5)_n(n≥4，R＝H、烷基、芳基或有机官能基团)，介于二氧化硅(SiO₂)和硅树脂(R₂SiO)_n之间。POSS中，硅、氧原子相互键接，形成笼形结构，直径约1.5～3nm，赋予其特有的纳米尺寸效应、低密度、高耐热、高抗氧化等性能，使POSS成为研究开发有机无机纳米杂化复合材料的重要原料。 

双亲嵌段共聚物能在选择性溶剂中自组装，形成丰富的形态，如线形、球形、柱形、囊泡状、层状等，且具有较好的可控性，因而一直是高分子领域的研究热点。目前主要利用可控/活性聚合方法来合成双亲嵌段共聚物，因其在分子设计上有较大的可控性。 

多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)中硅氧形成笼形结构，可通过分子设计，在其顶角上修饰多种官能团，进而可将POSS引入到聚合物中，制备POSS基聚合物。为利用其诸多优异特性，已有许多人在POSS基嵌段共聚物的合成上做了大量的研究工作。Pyun等(1、Pyun,J.；Matyjaszewski,K.；Wu,J.；Kim,G.M.；Chun,S.B.；Mather,P.T.Polymer2003,44,2739.)选用双官能度链转移剂，采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法，合成了聚甲基丙烯酰氧丙基POSS-聚丙烯酸正丁酯-聚甲基丙烯酰氧丙基POSS(PMAPOSS-b-PpBA-b-PMAPOSS)三嵌段聚合物，通过调节POSS在共聚物中的含量，在透射电镜下观察发现其能发生相分离形成柱状结构。Hirai等(2、Hirai,T.；Leolukman,M.；Hayakawa,T.；Kakimoto,M.；Gopalan,P.Macromolecules2008,41,4558.)采用阴离子聚合方法，合成了聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酰氧丙基POSS(PMMA-b-PMAPOSS)和聚苯乙烯-聚甲基丙烯酰氧丙基POSS(PS-b-PMAPOSS)两种二嵌段共聚物，在透射电镜下观察发现二者均能发生相分离形成纳米层状结构，并对其形成机理进行探究。Ma等(3、Ma,L.；Geng,H.；Song,J.；Li,J.；Chen, G.；Li,Q.The Journal of Physical Chemistry B2011,115,10586.)使用氨基POSS与2-溴异丁酰溴(BIBB)反应制备含POSS的链转移剂，并用其控制甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)聚合，形成带POSS端基的聚合物，发现其能在水中自组装成球形胶束，且胶束形貌受pH影响。Zhang等(4、Zhang,W.；Liu,L.；Zhuang,X.；Li,X.；Bai,J.；Chen,Y.Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry2008,46,7049；5、Zhang,W.；Zhuang,X.；Li,X.；lin,Y.；Bai,J.；Chen,Y.Reactive and Functional Polymers2009,69,124；6、Zhang,W.；Fang,B.；Walther,A.；Muller,A.H.E.Macromolecules2009,42,2563；)使用氨基POSS合成了一种带POSS的三硫酯链转移剂，并使用其分别控制N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、苯乙烯(St)、丙烯酸叔丁酯(tBA)聚合，形成POSS远螯聚合物，并研究了产物在水中的自组装行为。 

发明内容

本发明旨在提供一种以POSS作为疏水嵌段的多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲三嵌段共聚物及其制备方法。 

所述多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲三嵌段共聚物为聚甲基丙烯酰氧丙基POSS-聚丙烯酸叔丁酯-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，其结构式如下： 

其中，R为-iBu，异丁基；n，m，l为聚合度。