[发明专利]一维纳米颗粒聚合链及其制备方法

权利要求书

1.一维纳米颗粒聚合链，其特征在于：所述一维纳米颗粒聚合链含有式Ⅰ所示的交替结构单元，

其中，A、B为功能性纳米颗粒，分别为二氧化硅、二氧化钛、四氧化三铁、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硅、氮化硼纳米颗粒中的一种，所述功能性纳米颗粒的粒径为15～20nm；

R₁为H或CH₃中的一种；

R₂为苯基或-COOR₃中的一种，所述R₃选自以下基团：

①、碳原子数为1～15的链烷基、碳原子数为3～15的环烷基，

②、上述①中所述的基团中的一个或多个-CH₂-被-COO-、-OOC-、环丙烷、环丁烷、环戊烷、-O-、-S-取代所形成的氧原子不直接相连的基团；

m、n分别为50～500；

一维纳米颗粒聚合链的制备方法，包括如下步骤，

1)纳米颗粒A表面化学修饰：在纳米颗粒A表面接枝聚合物P，控制聚合物链段的数量和长度，并在聚合物末端引入活性官能团-N₃，得到表面接枝末端叠氮基聚合物的纳米颗粒A-P-N₃；

2)纳米颗粒B表面化学修饰：在纳米颗粒B表面引入活性官能团-C≡CH，控制官能团的数量，得到表面修饰炔氢基团的纳米颗粒B-C≡CH；

3)纳米颗粒A表面的活性官能团-N₃与纳米颗粒B表面的活性官能团-C≡CH之间发生点击化学反应，生成交替结构单元为[P-A-P-B]的纳米颗粒聚合链；

所述步骤3)具体为，取上述纳米颗粒A-P-N₃和纳米颗粒B-C≡CH混合研磨，加入溶剂并超声分散处理，得到混合悬浮液，再加入催化剂和配位剂，封管反应，在50～80℃下搅拌反应2～10小时，产物经洗涤，离心，真空干燥处理，得到交替结构单元为[P-A-P-B]的纳米颗粒聚合链；

所述步骤3)中的混合悬浮液溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺、无水甲苯、无水四氢呋喃、无水二氯甲烷中的一种，悬浮液的浓度为1～100mg/mL，所述催化剂为溴化亚铜，所述配位剂为五甲基二乙烯三胺，各组分摩尔比n_{纳米颗粒A-P-N3}:n_{纳米颗粒B-C≡CH}:n_溴化亚铜＝1:1:1～1:1:10，n_溴化亚铜:n_{五甲基二乙烯三胺}＝1:1～1:5，洗涤溶剂依次用去离子水和乙醇。

2.根据权利要求1所述的一维纳米颗粒聚合链，其特征在于：所述一维纳米颗粒聚合链含有的交替结构单元如式Ⅰ-1～Ⅰ-3所示，

其中，R₃选自碳原子数为1～15的链烷基、碳原子数为3～15的环烷基。

3.根据权利要求1所述的一维纳米颗粒聚合链，其特征在于：

所述步骤1)具体为，

1-1)固载ATRP引发剂：纳米颗粒A的粉末经60～90℃下真空干燥，研磨，加溶剂并快速剪切分散，得到纳米颗粒A的悬浮液，再加入三乙胺和2-溴异丁酰溴，超声分散处理，封管反应，先在0～3℃下搅拌反应24～36小时，继续在20～25℃下搅拌反应0～12小时，产物经洗涤，离心，真空干燥处理，得到固载ATRP引发剂的纳米颗粒A-Br；

1-2)ATRP聚合接枝：取上述纳米颗粒A-Br粉末，加入精制的聚合物单体，超声分散处理，得到纳米颗粒A-Br的悬浮液，再加入催化剂，配位剂，封管反应，在80～100℃下搅拌反应2～8小时，产物经洗涤，离心，索氏提取后，真空干燥处理，得到表面接枝末端溴基聚合物的纳米颗粒A-P-Br；

1-3)官能团转换：取上述纳米颗粒A-P-Br粉末，加入溶剂并超声分散处理，得到纳米颗粒A-P-Br的悬浮液，再加入叠氮化钠，在25～50℃下搅拌反应24～48小时，产物经洗涤，离心，真空干燥处理，得到表面接枝末端叠氮基聚合物的纳米颗粒A-P-N₃；

所述步骤2)具体为，纳米颗粒B的粉末经60～90℃下真空干燥，研磨，加溶剂并快速剪切分散，超声分散处理，得到纳米颗粒B的悬浮液，再加入溴丙炔和氢化钠，在50～90℃下搅拌回流反应24～36小时，产物经洗涤，离心，真空干燥处理，得到表面修饰炔氢基团的纳米颗粒B-C≡CH。