一種含可逆氫鍵的梳型聚合物及其製備方法
2023-06-06 17:35:01 1
一種含可逆氫鍵的梳型聚合物及其製備方法
【專利摘要】一種含可逆氫鍵的梳型聚合物及其製備方法，涉及一種自修復材料。所述含可逆氫鍵的梳型聚合物，記為PS-co-PVBC-g-H-Bonding，以PS-co-PVBC(PS)為主鏈，帶有氫鍵單元聚合物為側鏈，相對分子量為10000?100000。將St、VBC和AIBN溶於溶劑中，經過冷凍-抽真空-充氬氣的循環排除體系中的水和氧氣後反應，反應結束後用甲醇沉澱，提純得到PS-co-PVBC，產物為白色粉末；將PS-co-PVBC、含氫鍵單體、CuBr和絡合劑溶於溶劑中反應，反應結束後，經透析提純後得到最終產物含可逆氫鍵的梳型聚合物。
【專利說明】一種含可逆氫鍵的梳型聚合物及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種自修復材料，尤其是涉及以PS等為主鏈，丙烯醯胺等含氫鍵的基 團為支鏈的一種含可逆氫鍵的梳型聚合物及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，關於材料怎麼樣實現自修復的研究得到了越來越多的關注。自修復材料 由於具有修復內部微裂紋的能力，能夠大大提高材料的使用壽命，增加材料的使用安全性， 近年來對自修復材料的研究越來越受到研究者的青睞。目前，自修復材料主要有以下幾 種途徑實現：1、外援型，包括微膠囊、微型網絡結構等；2、本徵型，包括可逆氫鍵、可逆共價 鍵、離子鍵等。而氫鍵有著方向性、選擇性和可逆性，使其成為自修復聚合物中最常用的功 能性基團之一。
[0003] 從目前的研究工作來看，對自修復聚合物的研究大都是在線性聚合物中聚 上若干段具有自修復功能的嵌段。E. W. Mei jer等人（E. W. Meijer. et al. Mesoscale modulation of supramolecular ureidopyrimidimone-based poly (ethylene glycol) transient networks in water.J.Am· Chem.Soc·，2013, 135, 11159-11164)介紹了一 種以PEG為主要結構，在其兩端連接上氫鍵單元，得到一種具有自修復功能的聚合物。 由於該聚合物是親水的，所以能夠作為一種可自修復的材料應用於生物醫藥等領域。 Jeffrey Pyun 等人(Jeffrey Pyun. et al. Synthesis, self-assembly and reversible healing of supramolecular perfluoropolyethers. J. Polym. Sci. , Part A:Polym. Chem·，2013, 51，3598-3606)介紹了一種以全氟聚醚（PFPE)為主鏈，然後在其兩端接上具 有可自修復的氫鍵單元，得到一種具有自修復功能的超疏水的聚合物。該聚合物由於含有 全氟聚醚，所以有望應用於自潤滑的工程領域。但是目前對於梳型的可自修復的聚合物研 究的還不多。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於提供以PS等為主鏈，丙烯醯胺等含氫鍵的基團為支鏈的一種 含可逆氫鍵的梳型聚合物及其製備方法。
[0005] 所述含可逆氫鍵的梳型聚合物，記為PS-CO-PVBC-g-H-Bonding，以 PS-co-PVBC (PS)為主鏈，帶有氫鍵單元聚合物為側鏈，其化學結構式如下：
[0006]
【權利要求】
1. 一種含可逆氫鍵的梳型聚合物，其特徵在於記為PS-co-PVBC-g-H-Bonding，以 PS-co-PVBC為主鏈，帶有氫鍵單元聚合物為側鏈，其化學結構式如下：
、 其中，R1=H,R2=H或R1 =H,R2 = CH3，或R1=H,R2=CH(CH2)2,X:Y=1:(5~? 20)，z = 20?100,其相對分子量為10000~100000。
2·如權利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的合成路線如下：
O
3.如權利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的製備方法，其特徵在於包括以下 步驟： 1) 主鏈PS-co-PVBC的合成： 將St、VBC和AIBN溶於溶劑中，經過冷凍-抽真空-充氬氣的循環排除體系中的水和 氧氣後反應，反應結束後用甲醇沉澱，提純得到PS-co-PvBC，產物為白色粉末； 2. PS-co-PVBC-g-H-Bonding 的合成： 將PS-co-PVBC、含氫鍵單體、CuBr和絡合劑溶於溶劑中反應，反應結束後，經透析提純 後得到最終產物含可逆氫鍵的梳型聚合物PS-co-PVBC-g-H-Bonding。
4. 如權利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的製備方法，其特徵在於在步驟 1)中，所述AIBN的用量按質量百分比為單體總質量的0.2%?2.0%, St和VBC的質量比 X : y 可為 1 : (5 ～20)。
5. 如權利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的製備方法，其特徵在於在步驟1) 中，所述溶劑選自甲苯、四氫呋喃、氯仿中的一種，優選甲苯。
6. 如權利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的製備方法，其特徵在於在步驟1) 中，所述冷凍-抽真空-充氬氣的循環是經過三次冷凍-抽真空-充氬氣的循環；所述反應 的溫度可為45～95°C，反應的時間可為12 ～48h，優選反應的溫度75°C，反應的時間36h。
7. 如權利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的製備方法，其特徵在於在步驟2) 中，所述主鏈PS-co-PVBC上苄基氯與CuBr的摩爾比為１:１，苄基氯與H-Bonding的摩爾 比為1 : 20?200。
8.如權利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的製備方法，其特徵在於在步驟2) 中，所述含氫鍵單體選自丙烯醯胺、丙烯酸、N-異丙基甲基丙烯醯胺中的一種。
9.如權利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的製備方法，其特徵在於在步驟2) 中，所述絡合劑採用ATRP聚合常用絡合劑中的一種，優選bPy或PMDETA ;所述溶劑可選自 甲苯、四氫呋喃、DMSO、DMF、氯仿中的一種，優選THF。
10.如權利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的製備方法，其特徵在於在步驟 2)中，所述反應的溫度為45?85°C,反應的時間為12?36h ;優選反應的溫度65?，反應 的時間24h。
【文檔編號】C08F212/14GK104211850SQ201410489421
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】戴李宗, 劉誠, 袁叢輝, 陳國榮, 許一婷, 羅偉昂, 常迎, 李奇, 項佳懿, 何凱斌, 劉新瑜 申請人:廈門大學