一种多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲嵌段共聚物及制备方法，涉及一种高分子共聚物。以聚甲基丙烯酰氧丙基POSS作为疏水嵌段，以聚丙烯酸作为亲水嵌段的共聚物。在溶剂中加入POSS单体、链转移剂和引发剂，置于反应容器中冷冻脱气并充入氩气后密封反应，液氮冷冻停止反应得疏水嵌段聚甲基丙烯酰氧丙基POSS，再加入丙烯酸叔丁酯、引发剂及溶剂，冻融脱气充入氩气后密封反应聚合，液氮冷冻停止反应，采用溶解沉淀法除去未反应的丙烯酸叔丁酯，加入溶剂稀释后以沉淀剂沉淀，干燥，置于过量的选择性溶剂中搅拌浸泡提纯，过滤干燥后，得聚甲基丙烯酰氧基异丁基POSS-聚丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物，再加入共溶剂、酸解试剂，旋转蒸发，即得产物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高分子共聚物，尤其涉及一种可逆加成一裂解链转移(RAFT)聚合以POSS作为疏水嵌段的双亲嵌段共聚物及其制备方法。该双亲嵌段共聚物第一嵌段为聚甲基丙烯酰氧丙基P0SS，第二嵌段为聚丙烯酸。该专利技术可用于双亲大分子设计以及自组装形态学研究。
技术介绍
近10 年来，多面体倍半硅氧烧(Polyhedral oligomeric silsesquioxane,P0SS) 作为一种有机-无机杂化纳米材料引起越来越多的关注。POSS具有笼形结构，其经典的结构式为(RSiO1JnOi彡4，R = H、烷基、芳基或有机官能基团)，介于二氧化硅(SiO2)和硅树脂(R2SiO)n之间，直径约1. 5nm 3nm，由于其所特有的纳米尺寸效应、低密度、高耐热、高抗氧化等性能，POSS成为研究开发有机无机纳米杂化复合材料的最有用的原料之一。POSS基聚合物的制备方法很多，通常有共混、共聚、接枝等。如今，通过共聚制备纳米复合材料的报道较多，相对于物理共混，化学键的作用可以更有效地从分子结构上改性聚合物。共聚的方法有缩聚、阴离子聚合、活性自由基聚合、传统自由基聚合和开环复分解聚合等。目前，已有许多研究者对可控活性自由基聚合合成POSS基嵌段共聚物做了大量的研究工作。Pyun 等(1、J.Pyun，K. Matyjaszewski. Macromolecules. 2000, 33,217-220 ；2> J. Pyun, K.Matyjaszewski, J. Wu et al. Polymer. 2003，44，2739-2750) 用原子转移自由基聚合(ATRP)制备了聚甲基丙烯酰氧丙基POSS-聚丙烯酸正丁酯-聚甲基丙烯酰氧丙基POSS三嵌段聚合物(MAP0SS-BA-MAP0SS)，并对其结构和性能进行了研究，其 MAPOSS 嵌段的聚合度上限为 15。Xu 等(3、W. T. Xu, C. H. Chung, Y. Kwon. Polymer, 2007,48,6286-6293)也报道了由降冰片烯基POSS (NBEP0SS)和降冰片烯二甲酸二三甲基硅烷酯(NBETMQ开环聚合得到聚降冰片烯POSS-聚降冰片烯二甲酸二三甲基硅烷酯嵌段共聚物(PNBETMS-b-PNBEPOSS)，并水解PNBETMS后得到聚降冰片烯 POSS-聚降冰片烯二甲酸嵌段共聚物(PNBEC00H-b-PNBEP0SS)。Hirai 等(4、T. Hirai， Μ. Leolukman et al. Macromolecules. 2009,42,8835-8843 ；5、Τ. Hirai, Μ. Leolukman et al. Macromolecules. 2008，41，4558-4560)通过阴离子聚合制备得到甲基丙烯酰氧丙基 POSS均聚物(PMAP0SQ和聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酰氧丙基POSS嵌段共聚物 (PMMA-b-PMAPOSS)、聚苯乙烯-聚甲基丙烯酰氧丙基POSS嵌段共聚物(PS_b_PMAP0SS)， 且MAPOSS链段的聚合度可达到30以上，这被指出是由于阴离子链增长的低活化能所致。 另外，他们还对其相结构进行了充分的研究。与上述的嵌段共聚物制备方法相比，可逆加成——裂解链转移(RAFT)聚合方法较晚被发现，但是却具有其独特的优势，适用的单体范围广，且反应条件温和，甚至可以在水溶剂中进行，因此引起了广泛的关注。最近，多种结构新颖的含POSS的双亲大分子在不断涌现并逐渐引起重视。 Zhang 等(6> L.Zhang, D. Lu et al. Macromol. Rapid. Commun. 2009,30,1015-1020)在聚苯乙烯(PQ和聚乙二醇(PEG)两嵌段的接合点处引入了悬挂式的P0SS，并在水溶液中观察到其理想的囊泡形态。Kim 等(7、B-S Kim, P. T. Mather. Macromolecules, 2002, 35,8378-8384 ;8、 B-S Kim, P. T. Mather. Polymer, 2006,47,6202-6207 ;9、 B-S Kim, P. Τ. Mather. Macromolecules. 2006,39,9253-9260)合成了以 POSS 脲基封端的远鳌双亲大分子P0SS-PEG-P0SS，并通过热台偏振光学显微镜(POM)和广角X射线衍射(WAXD)发现产物出现微相分离，且POSS聚集以纳米微晶的形态存在。Siang等(10、W. A. Siang，B. Fang et al. Macromolecules. 2009，42，2563-2569)成功合成含 POSS 的 RAFT 链转移剂并用于引发聚合丙烯酸叔丁酯(tBA)，再经酸解得到POSS作为单远鳌基团的双亲大分子，自组装所得到的尺寸较大的聚集体均勻地分散在体系中。综上所述，目前尚未见有关通过可逆加成——裂解链转移聚合方法制备以POSS作为疏水嵌段的双亲嵌段共聚物的报道。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种以POSS作为疏水嵌段的多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲嵌段共聚物及制备方法。本专利技术所述多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲嵌段共聚物是以聚甲基丙烯酰氧丙基 POSS作为疏水嵌段，以聚丙烯酸作为亲水嵌段的共聚物，POSS单体浓度为0. 3 1. 0mol/L, 优选0. 5mol/L, POSS单体与链转移剂的摩尔比为2 50，优选25 ；链转移剂与引发剂的摩尔比为2 20，优选3;丙烯酸叔丁酯(tBA)与聚甲基丙烯酰氧丙基POSS的摩尔比为20 5000，优选1200 3600，聚甲基丙烯酰氧丙基POSS与引发剂的摩尔比为2 20，优选20 ；所述POSS单体为甲基丙烯酰氧丙基异丁基POSS (MAiBuPOSS)，其结构式如下权利要求1. 一种多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲嵌段共聚物，其特征在于以聚甲基丙烯酰氧丙基 POSS作为疏水嵌段，以聚丙烯酸作为亲水嵌段的共聚物，POSS单体浓度为0. 3 1. Omol/ L,P0SS单体与链转移剂的摩尔比为2 50，链转移剂与引发剂的摩尔比为2 20，丙烯酸叔丁酯与聚甲基丙烯酰氧丙基POSS的摩尔比为20 5000，聚甲基丙烯酰氧丙基POSS与引发剂的摩尔比为2 20;所述POSS单体为甲基丙烯酰氧丙基异丁基P0SS，其结构式如下2.如权利要求1所述的一种多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲嵌段共聚物，其特征在于所述引发剂为可以加热产生自由基并能引发POSS单体及丙烯酸叔丁酯聚合的化合物，优选偶氮类，特别优选偶氮二异丁腈。3.如权利要求1所述的一种多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲嵌段共聚物，其特征在于所述链转移剂为双硫酯，优选二硫代苯甲酸枯基酯，其结构式如下4.如权利要求1所述的一种多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲嵌段共聚物，其特征在于所述POSS单体浓度为0. 5mol/L, POSS单体与链转移剂的摩尔比为25 ；链转移剂与引发剂的摩尔比为3 ；丙烯酸叔丁酯与聚甲基丙烯酰氧丙基POSS的摩尔比为1200 3600，聚甲基丙烯酰氧丙基POSS与引发剂的摩尔比为20。5.如权利要求1所述的一种多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲嵌段共聚物的制本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多面体齐聚倍半硅氧烷基双亲嵌段共聚物，其特征在于以聚甲基丙烯酰氧丙基ＰＯＳＳ作为疏水嵌段，以聚丙烯酸作为亲水嵌段的共聚物，ＰＯＳＳ单体浓度为０．３～１．０ｍｏｌ／Ｌ，ＰＯＳＳ单体与链转移剂的摩尔比为２～５０，链转移剂与引发剂的摩尔比为２～２０，丙烯酸叔丁酯与聚甲基丙烯酰氧丙基ＰＯＳＳ的摩尔比为２０～５０００，聚甲基丙烯酰氧丙基ＰＯＳＳ与引发剂的摩尔比为２～２０；所述ＰＯＳＳ单体为甲基丙烯酰氧丙基异丁基ＰＯＳＳ，其结构式如下：其中，Ｒ为－ｉＢｕ，异丁基。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴李宗，杨仓杰，邓远名，陈珉，罗伟昂，曾碧蓉，许一婷，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92
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