[发明专利]蝌蚪形两亲性磁性离子聚合物、合成方法及其自组装物、自组装方法

说明书

本发明公开了一种蝌蚪形两亲性磁性离子聚合物、合成方法及其自组装物、自组装方法，公开了POSS修饰的两亲性磁性聚合物POSS‑PS‑b‑QP4VP(FeCl₄)的制备方法，首先利用有机方法合成POSS修饰的链转移剂POSS‑CTA；再通过RAFT活性聚合的方法得到了嵌段共聚物POSS‑PS‑b‑P4VP；最后通过季胺化、离子交换和与金属阴离子络合得到目标聚合物。合成的磁性离子聚合物通过自组装使得其磁化率提高到原来的2倍。该方法具有工艺简便、成本低、反应条件温和的特点，在制备磁性膜材料、电磁器件、吸波材料以及CO₂分离与吸附材料等方面具有很好的应用前景和实用价值。

技术领域

本发明涉及两亲性磁性嵌段聚合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POSS修饰的两亲性磁性嵌段聚合物，并通过自组装方法提高其磁化率。

背景技术

近年来磁性高分子材料越来越多的被人们关注，磁性高分子材料具有质轻、易加工成型、可以制成精度很高且形状很复杂的元件、可以进行分子设计等特点，可广泛应用在实验仪器、电子产品、生物医学工程等领域。目前磁性高分子材料的制备方法主要分为两种：一种是通过掺杂无机磁性粒子得到磁性高分子材料，这种方式得到的是杂化磁性材料，存在着相容性差，掺杂量受限等缺点；另一种是通过合成的方式得到结构型磁性高分子，这类磁性高分子制备工艺复杂，成本较高。最近，磁性离子液体表现出了很强的磁响应性，2004年日本的Hyashi和Hamaguch(S.Hayashi et al.,Chemistry Letters,2004,33,1590-1591.)通过季铵盐阳离子和四卤合铁阴离子络合首次得到了离子液体，但这属于小分子范畴，不具备高分子的特点。2011年西班牙的等人(M.et al.,PolymerChemistry,2011,2,1275-1278.)通过后修饰方法对聚咪唑进行离子交换后复合四卤合铁负离子，首次报道了聚离子液体。

常见的提高离子聚合物磁性的方式包括设计合成新型结构的离子聚合物，提高磁性基元所占的比重等，我们组之前报道过类似结构的磁性聚合物，磁性的大小与磁性基元所占比例有很大关系(Yu X et al.,RSC Advances,2015,5,92207-92211.)。但是通过自组装的方式来提高磁性基元的有序性进而提高离子聚合物的磁响应性的方式尚属空白。本专利通过系列有机合成得到POSS修饰的两亲性离子聚合物聚苯乙烯-b-聚4乙烯基吡啶(POSS-PS-b-QP4VP(FeCl₄))，然后通过自组装方法提高其磁化率。

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POSS修饰的蝌蚪形两亲性两亲性磁性嵌段聚合物及其制备方法。

本发明的目的还在于提供一种自组装方式提高磁性聚合物的磁化率。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

本发明的蝌蚪形两亲性磁性离子聚合物的化学结构如下：

其中：R为异丁基，m为4-乙烯基吡啶的聚合度，n为苯乙烯的聚合度，m＝50-300，n＝50-300；优选m＝200-250，n＝160-200。

所述蝌蚪形两亲性磁性离子聚合物的合成方法，包括以下步骤：

(1)酰氯化后的可逆断裂链转移自由基聚合试剂CTA与氨基异丁基POSS反应，得到POSS修饰的链转移剂POSS-CTA；

(2)在上述POSS修饰的链转移剂POSS-CTA中加入自由基引发剂和苯乙烯(St)单体，进行聚合反应，制备POSS-PS，其中St段的聚合度为50-300；

(3)在制备得到的POSS-PS中加入自由基引发剂和4-乙烯基吡啶(4VP)单体，进行聚合反应，制备POSS-PS-b-P4VP，其中4VP的聚合度为50-300；