[发明专利]一种树枝状嵌段共聚物、合成方法及其自组装物、自组装方法

说明书

本发明公开了一种树枝状嵌段共聚物、合成方法及其自组装物、自组装方法，本发明的树枝形嵌段共聚物的合成是通过一些列活性可控的开环易位聚合(ROMP)方法得到的，通过简单的溶剂挥发自组装，得到了一系列具有长程有序的大尺寸层状结构的光子晶体材料。通过反射光谱测试我们得到了高反射率且带宽较窄的反射图谱，这使得发明的光子晶体材料可以应用于更加精密的光学器件方面。

技术领域

本发明涉及树枝状嵌段共聚物的制备技术及其自组装技术，具体涉及通过一系列有机合成精确得到树枝状嵌段共聚物，并通过自组装制备一维光子晶体材料。

背景技术

光子晶体是一类由不同介电常数材料组成的周期性有序纳米结构材料。因为内部存在的光子禁带结构可以调控光的传播，使得光子晶体制成的器件具有很广泛的应用范围，如硅光子集成电路，光子晶体纤维，癌症治疗，发光二极管的增强发射等。根据内部周期性结构在不同维度的排列，可以分为一维，二维和三维光子晶体。其中一维光子晶体是最简单的一种，在一维方向有序，又被称为布拉格反射镜，内部表现为周期性纳米层状结构。常见的一维光子晶体的制作方法是自上而下的方法，如光刻法，共挤出和层积法等，尽管通过这些方法可以得到周期性层状结构，但是往往需要特殊的装置，过程复杂，成本较高。因此发明一种简单可行，低成本的技术来制备一维光子晶体材料尤为重要。

近年来，利用嵌段聚合物自组装制备光子晶体成为研究的热点之一，嵌段共聚物中不同的组份在自组装过程中可以产生明显的微相分离，从而得到有序的纳米结构，例如囊泡，胶束，管，球形，圆柱形，层状，六方晶形等结构。相比于传统一维光子晶体的制造方法，该技术具有制备简单，成本较低的优势。但是自组装过程也存在着一些挑战，如分子链的链缠结行为，这种聚合物固有的性质可以大大地影响自组装过程和效果，尤其是在高分子量条件下，较难自组装成长程有序的纳米结构。树枝形嵌段共聚物因其单分散刚性侧链结构的存在，可以极大的降低分子链的链缠结行为。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种新型的树枝状嵌段共聚物(PNAM-b-PNBzM)及其制备方法，并且所述树枝状嵌段共聚物通过简单自组装得到了长程有序的大尺寸层状纳米结构，有望在光学涂料等方面得到实际应用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种树枝状嵌段共聚物，其结构式为：

其中：A为正癸烷基，Bz为苄基，m为NAM的聚合度，m＝100-1000，n为NBzM的聚合度，n＝100-1000，主链聚合度为200-2000。

优选的，m＝n。

本发明的另一方面，还包括所述树枝状嵌段共聚物的合成方法，包括以下步骤：

取带有烷基链的降冰片烯单体NAM溶解到有机溶剂中，加入G-3催化剂，在20-40℃下搅拌反应，以使单体NAM均聚，然后将溶解好的带有苄苯结构的降冰片烯单体NBzM的加入到上述反应液中继续反应，以实现NAM、NBzM的共聚，反应完成后加入终止剂淬灭反应，最终得到目标树枝形嵌段共聚物(PNAM-b-PNBzM)。

优选的，所述G-3、NAM和NBzM的摩尔比为：1:(100-1000):(100-1000)。

其中：NAM的结构式为：

NBzM的结构式为：

(PNAM-b-PNBzM)的结构式为：

本发明的另一方面，还包括所述树枝状嵌段共聚物的自组装物。