[发明专利]基于树枝状单体的嵌段共聚物、光子晶体及其制备方法和应用

权利要求书

1.基于树枝状单体的嵌段共聚物，其特征在于，由降冰片烯苄基单体、降冰片烯烷基单体和降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺单体共聚而成，降冰片烯苄基单体形成第一嵌段，降冰片烯烷基单体和降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺的无规聚合段，作为第二嵌段，降冰片烯烷基单体、降冰片烯苄基单体和降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺单体的摩尔比为300：(230-280)：(20-70)，其中：

降冰片烯烷基单体如下化学式所示：

降冰片烯苄基单体如下化学式所示：

降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺单体如下化学式所示：

2.根据权利要求1所述的基于树枝状单体的嵌段共聚物，其特征在于，降冰片烯烷基单体、降冰片烯苄基单体和降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺单体的摩尔比为300：(250-280)：(30-50)。

3.根据权利要求1所述的基于树枝状单体的嵌段共聚物，其特征在于，嵌段共聚物的数均分子量为200-300kDa，分散系数小于1.3。

4.制备如权利要求1-3任一所述的基于树枝状单体的嵌段共聚物的方法，其特征在于，将降冰片烯苄基单体在Grubbs三代催化剂的催化下进行活性开环易位聚合，形成降冰片烯苄基单体的嵌段聚合；再将降冰片烯烷基单体和降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺单体一起进行投料，两者形成无规共聚段，终止反应后，得到基于树枝状单体的嵌段共聚物，即嵌段共聚物刷P(NAM-r-NDMA)-b-PNBM。

5.根据权利要求4所述的基于树枝状单体的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，采用二氯甲烷作为反应溶剂，并用二氯甲烷溶解分散Grubbs三代催化剂、降冰片烯苄基单体、降冰片烯烷基单体和降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺单体；在活性开环易位聚合过程中，利用搅拌以使体系均匀参与反应。

6.根据权利要求4所述的基于树枝状单体的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，Grubbs三代催化剂和降冰片烯苄基单体的摩尔比为1：(230-280)；在室温20—25℃下进行活性开环易位聚合反应，降冰片烯苄基单体的聚合反应时间为10—30min；加入降冰片烯烷基单体和降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺单体之后，聚合反应时间为30—60min；加入终止剂以终止活性开环易位聚合反应，终止剂为乙烯基乙醚，加入终止剂终止聚合反应过程中，利用搅拌以使体系均匀停止反应，考虑到反应程度的影响因素，在加入终止剂后搅拌至少10min，以终止聚合反应，使用甲醇/DCM沉淀三次提纯，真空35℃加热干燥得到嵌段共聚物刷P(NAM-r-NDMA)-b-PNBM。

7.根据权利要求6所述的基于树枝状单体的嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，Grubbs三代催化剂和降冰片烯苄基单体的摩尔比为1：(250-280)；在室温20—25℃下进行活性开环易位聚合反应，降冰片烯苄基单体的聚合反应时间为20—30min；加入降冰片烯烷基单体和降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺单体之后，聚合反应时间为40—60min；加入终止剂以终止活性开环易位聚合反应，终止剂为乙烯基乙醚，加入终止剂终止聚合反应过程中，利用搅拌以使体系均匀停止反应，考虑到反应程度的影响因素，在加入终止剂后搅拌5—10min，以终止聚合反应，使用甲醇/DCM沉淀三次提纯，真空35℃加热干燥得到嵌段共聚物刷P(NAM-r-NDMA)-b-PNBM。

8.利用如权利要求1-3任一所述的基于树枝状单体的嵌段共聚物的光子晶体，其特征在于，将嵌段共聚物溶解分散在溶剂中并加入光引发剂，引发作为交联剂的降冰片烯十二烷基甲基丙烯酰胺单体保留的碳碳双键进行交联自组装，伴随着溶剂挥发的自组装过程得到光子晶体，即为一维光子晶体薄膜。

9.根据权利要求8所述的利用基于树枝状单体的嵌段共聚物的光子晶体，其特征在于，选择二氯甲烷为溶剂，嵌段共聚物质量/mg和溶剂体积/ml的比例为(10—15)：1；光引发剂为2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，用量为嵌段共聚物质量的1—3％。