一種含可逆氫鍵的梳型聚合物及其制備方法
【專利摘要】一種含可逆氫鍵的梳型聚合物及其制備方法，涉及一種自修復(fù)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(cè)鏈，相對(duì)分子量為10000?100000。將St、VBC和AIBN溶于溶劑中，經(jīng)過冷凍-抽真空-充氬氣的循環(huán)排除體系中的水和氧氣后反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用甲醇沉淀，提純得到PS-co-PVBC，產(chǎn)物為白色粉末；將PS-co-PVBC、含氫鍵單體、CuBr和絡(luò)合劑溶于溶劑中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)透析提純后得到最終產(chǎn)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制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自修復(fù)材料，尤其是涉及以PS等為主鏈，丙烯酰胺等含氫鍵的基 團(tuán)為支鏈的一種含可逆氫鍵的梳型聚合物及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，關(guān)于材料怎么樣實(shí)現(xiàn)自修復(fù)的研究得到了越來越多的關(guān)注。自修復(fù)材料 由于具有修復(fù)內(nèi)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(duì)自修復(fù)材料的研究越來越受到研究者的青睞。目前，自修復(fù)材料主要有以下幾 種途徑實(shí)現(xiàn)：1、外援型，包括微膠囊、微型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等；2、本征型，包括可逆氫鍵、可逆共價(jià) 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(fù)聚合物中最常用的功 能性基團(tuán)之一。
[0003] 從目前的研究工作來看，對(duì)自修復(fù)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(fù)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(jié)構(gòu)，在其兩端連接上氫鍵單元，得到一種具有自修復(fù)功能的聚合物。 由于該聚合物是親水的，所以能夠作為一種可自修復(fù)的材料應(yīng)用于生物醫(yī)藥等領(lǐng)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，然后在其兩端接上具 有可自修復(fù)的氫鍵單元，得到一種具有自修復(fù)功能的超疏水的聚合物。該聚合物由于含有 全氟聚醚，所以有望應(yīng)用于自潤(rùn)滑的工程領(lǐng)域。但是目前對(duì)于梳型的可自修復(fù)的聚合物研 究的還不多。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供以PS等為主鏈，丙烯酰胺等含氫鍵的基團(tuán)為支鏈的一種 含可逆氫鍵的梳型聚合物及其制備方法。
[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(cè)鏈，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
[0006]

【權(quán)利要求】
1. 一種含可逆氫鍵的梳型聚合物，其特征在于記為PS-co-PVBC-g-H-Bonding，以 PS-co-PVBC為主鏈，帶有氫鍵單元聚合物為側(cè)鏈，其化學(xué)結(jié)構(gòu)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(duì)分子量為10000~100000。
2·如權(quán)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(quán)利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的制備方法，其特征在于包括以下 步驟： 1) 主鏈PS-co-PVBC的合成： 將St、VBC和AIBN溶于溶劑中，經(jīng)過冷凍-抽真空-充氬氣的循環(huán)排除體系中的水和 氧氣后反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后用甲醇沉淀，提純得到PS-co-PvBC，產(chǎn)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(luò)合劑溶于溶劑中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)透析提純 后得到最終產(chǎn)物含可逆氫鍵的梳型聚合物PS-co-PVBC-g-H-Bonding。
4. 如權(quán)利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的制備方法，其特征在于在步驟 1)中，所述AIBN的用量按質(zhì)量百分比為單體總質(zhì)量的0.2%?2.0%, St和VBC的質(zhì)量比 X : y 可為 1 : (5 ～20)。
5. 如權(quán)利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的制備方法，其特征在于在步驟1) 中，所述溶劑選自甲苯、四氫呋喃、氯仿中的一種，優(yōu)選甲苯。
6. 如權(quán)利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的制備方法，其特征在于在步驟1) 中，所述冷凍-抽真空-充氬氣的循環(huán)是經(jīng)過三次冷凍-抽真空-充氬氣的循環(huán)；所述反應(yīng) 的溫度可為45～95°C，反應(yīng)的時(shí)間可為12 ～48h，優(yōu)選反應(yīng)的溫度75°C，反應(yīng)的時(shí)間36h。
7. 如權(quán)利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的制備方法，其特征在于在步驟2) 中，所述主鏈PS-co-PVBC上芐基氯與CuBr的摩爾比為１:１，芐基氯與H-Bonding的摩爾 比為1 : 20?200。
8.如權(quán)利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的制備方法，其特征在于在步驟2) 中，所述含氫鍵單體選自丙烯酰胺、丙烯酸、N-異丙基甲基丙烯酰胺中的一種。
9.如權(quán)利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的制備方法，其特征在于在步驟2) 中，所述絡(luò)合劑采用ATRP聚合常用絡(luò)合劑中的一種，優(yōu)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(yōu)選THF。
10.如權(quán)利要求1所述一種含可逆氫鍵的梳型聚合物的制備方法，其特征在于在步驟 2)中，所述反應(yīng)的溫度為45?85°C,反應(yīng)的時(shí)間為12?36h ;優(yōu)選反應(yīng)的溫度65?，反應(yīng) 的時(shí)間24h。
【文檔編號(hào)】C08F212/14GK104211850SQ201410489421
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】戴李宗, 劉誠(chéng), 袁叢輝, 陳國(guó)榮, 許一婷, 羅偉昂, 常迎, 李奇, 項(xiàng)佳懿, 何凱斌, 劉新瑜 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)