[发明专利]含氟接枝共聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含氟接枝共聚物及其制备方法和应用，含氟接枝共聚物的制备方法包括以下步骤：在保护气氛下，在第一有机溶剂中将式(Ⅰ)所示化合物和式(Ⅱ)所示化合物，在催化剂和配体的作用下，于20‑30℃下反应，完全反应后得到如式(Ⅲ)所示的所述含氟接枝共聚物；式(Ⅰ)和式(Ⅱ)所示化合物及式(Ⅲ)所示的含氟接枝共聚物的结构式如下：式(Ⅱ)所示的化合物包括聚乙二醇链段，其末端为炔基；其中，a＝4‑8；b＝6‑8；n＝1‑20；m＝3‑22。本发明利用主链型“半氟”交替共聚物含有的可反应的官能团，通过聚合后修饰的方法首次得到主链型“半氟”交替共聚物的接枝共聚物。

技术领域

本发明涉及聚合物的制备技术领域，尤其涉及一种含氟接枝共聚物及其制备方法和应用。

背景技术

含氟聚合物由于其拥有优异的疏水疏油性，热稳定性以及低折射率和低表面能，因此其拥有着巨大的应用市场，例如功能性涂料，生物医用设施，热塑性材料，燃料电池膜等，而这一切都与强电负性和低极化率的氟原子的存在有莫大的关系。按照含氟链段位置的不同，含氟聚合物可以分为主链型含氟聚合物和侧链型含氟聚合物。

随着近些年各种可逆失活自由基聚合方法(reversible deactivation radicalpolymerization，RDRP)的发展，其为含氟聚合物的可控合成提供了极大的帮助。但是大多数氟化单体(尤其是烯烃单体)在室温下是气体，因此需要专门设计的反应器(高压釜)来进行涉及这些单体的聚合反应，并且其种类相对单一，主要为含氟的烯烃单体与丙烯酸酯类单体等。

按照拓扑结构来区分，含氟聚合物又可以分为线性含氟聚合物，接枝含氟聚合物，星型含氟聚合物以及树枝状含氟聚合物等。而从聚合物的链化学结构来看，聚合物的性能与其链结构组成密切相关，因此针对含氟链段的位置和含氟聚合物的拓扑结构进行设计将有利于进一步丰富含氟聚合物的种类及其应用范围。

公开号为CN108707236A的中国发明专利公开了一种利用碘代含氟聚合物与叠氮钠反应得到具有叠氮基的含氟聚合物，然后将具有叠氮基的含氟聚合物与炔基化的氧化石墨烯进行反应得到氧化石墨烯接枝含氟聚合物的制备方法，该方法显著提高接枝率，制备工艺简单，适合工业化生产；其制备出的包含氧化石墨烯接枝含氟聚合物的材料具有拉伸强度高、热稳定性好、机械强度高的特点，但其制备的氧化石墨烯接枝含氟聚合物中，接枝链段为氧化石墨烯，不具有亲水性，无法作为表面活性剂得到应用。

发明人最近发展了一种可见光诱导催化聚合的α,ω-二碘代全氟烷烃(作为单体A)和α,ω-非共轭双烯(作为单体B)的逐步转移加成-自由基终止(Step Transfer-AdditionRadical-Termination,以下简称START)的新型聚合方法，通过非共轭双烯单体B的结构设计可得到聚合物结构多样、分子量可调控的新型“半氟”交替共聚物(AB)_n(注：由于这类交替共聚物中A单体链节为全氟碳，为了和其它类型的含氟聚合物相区别，因此称之为“半氟”交替共聚物，其中n表示聚合度)，这为解决上述提到的目前存在的含氟聚合物品种单一的问题打开了新的思路并提供了一种可行的聚合方法。

为了进一步充分利用含氟聚合物的优越性能，以这类独特的新型“半氟”交替共聚物(AB)_n为构筑单元合成出具有各种拓扑结构的全新含氟聚合物，不仅可以开拓出一个新的研究方向，也对研究该类含氟聚合物的性能和潜在应用提供了条件。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种含氟接枝共聚物及其制备方法和应用，本发明利用主链型“半氟”交替共聚物含有的可反应的官能团，通过聚合后修饰的方法首次得到主链型“半氟”交替共聚物的接枝共聚物。

本发明的第一个目的是提供一种含氟接枝共聚物的制备方法，包括以下步骤：