[发明专利]一种刷状嵌段聚合物及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种刷状嵌段聚合物及其合成方法和应用，所述刷状嵌段共聚物的合成方法，包括以下步骤：取带有联苯结构的降冰片烯单体NBPM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NBPM均聚，然后将溶解好的带有癸烷基结构的降冰片烯单体NDM的加入到上述反应液中继续反应，以实现NBPM、NDM的共聚，反应完成后加入终止剂淬灭反应，最终得到目标刷状嵌段共聚物PNBPM‑b‑PNDM。本发明使得光子晶体材料可以应用于光传感器、光阀及颜料和染料等方面，具有极大的实用价值。

技术领域

本发明涉及刷状嵌段共聚物的制备技术领域，特别是涉及一种刷状嵌段聚合物及其合成 方法和应用。

背景技术

光子晶体因内部光子禁带结构的存在可以调控光波的传播，从而使其具有很大的应用价 值，如做特殊颜料、波导及反射涂层等等。响应性光子晶体是一类反射波长可以随外界物理 或化学条件变化而改变的材料。这种材料除了具有传统光子晶体所必需的周期性结构之外， 还必须存在响应性基团。常见的有两种方法引入响应性基团：(1)利用响应性材料作为基质 来直接构建光子晶体结构，如利用嵌段聚合物自组装制备一维光子晶体，在溶剂氛围下链段 溶胀从而表现出反射波长的改变。(2)首先制备出光子晶体结构，然后将响应性材料掺杂至 基体中，形成稳定的光子晶体复合材料。根据需要，通过以上两种方法可以设计制备出Ph、 温度、化学溶剂、电场及磁场等不同的响应性光子晶体材料。

温敏性光子晶体是一种研究较为广泛的响应性光子晶体材料。自Asher(A.Asher,et al. Science 1996,274,959.)的开创性工作以来，众多结构相似的温敏性光子晶体材料被报道。其 中较多的是将胶体晶体嵌入至聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)制得的温敏性水凝胶光子 晶体。因PNIPAM是一种热敏聚合物，其具有较低临界溶解温度(LCST，约32℃)，当温度 升高时，聚合物由亲水变为疏水，排出水分并体积收缩，使得胶体晶体中的粒子间距减小， 导致反射波长蓝移。当温度降低时，又可恢复至原来状态。尽管利用此类方法制备的光子晶 体材料具有较为明显的温度响应性行为，但过程较复杂，且难以制备出大范围的光子晶体材 料。因此发明一种简单可行的，低成本的技术来制备温度响应性一维光子晶体材料尤为重要。

本专利发明了一种新型的刷状嵌段共聚物(PNBPM-b-PNDM)，其通过简单低沸点溶剂 薄膜自组装得到了一系列一维光子晶体材料，且在加热条件下具有明显的温度响应性行为。 有望在光学传感器等方面得到实际应用。

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，而提供一种刷状嵌段聚合物及其合成 方法，其通过简单的自组装方式制备得到的温敏性一维光子晶体，有望在光传感器、光阀及 颜料和染料方面得到实际应用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

本发明的一种刷状嵌段共聚物，记为PNBPM-b-PNDM，其结构式为：

其中m为NBPM的聚合度，m＝100-1500；n为NDM的聚合度，n＝100-1500；主链聚合度为200-3000；

其中：NBPM的结构式为：

NDM的结构式为：

优选的，m＝n。

本发明的另一方面，还包括所述刷状嵌段共聚物的合成方法，包括以下步骤：

取带有联苯结构的降冰片烯单体NBPM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NBPM均聚，然后将溶解好的带有癸烷基结构的降冰片烯单体NDM 的加入到上述反应液中继续反应，以实现NBPM、NDM的共聚，反应完成后加入终止剂淬灭反应，最终得到目标刷状嵌段共聚物PNBPM-b-PNDM。