專利名稱：環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物及其制備方法，具體涉及一種同時(shí)具 有對(duì)溫度、pH值響應(yīng)性的梳型縮聚物及其制備方法。屬于化學(xué)高分子材料制備 技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景環(huán)境響應(yīng)性聚合物是自身能夠?qū)ν饨绛h(huán)境的細(xì)微變化(刺激)做出響應(yīng)，產(chǎn) 生相應(yīng)的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的變化甚至突變的一類高分子，外界刺激可以是 溫度、pH、離子強(qiáng)度(電解質(zhì))、電場(chǎng)、光等。環(huán)境響應(yīng)性聚合物應(yīng)用范圍很廣 泛，如應(yīng)用于傳感器、執(zhí)行元件、智能開(kāi)關(guān)、驅(qū)動(dòng)器、顯示器、光通信、藥物 載體、生物催化、固定化酶、物料萃取、細(xì)胞培養(yǎng)、智能催化劑、智能織物、 智能調(diào)光材料、智能黏合劑、人工肌肉、記憶材料等領(lǐng)域，引起世界各國(guó)眾多研 究者的興趣。目前，聚氧乙烯與聚氧丙烯共聚物是功能材料中研究較多一種，這種共聚 物具有極低的臨界膠束濃度、多樣化的分子化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)以及由此導(dǎo)致的多樣化的兩親性質(zhì)、極低的毒性等，它們?cè)谏?、醫(yī)藥、化妝品、紡織等工業(yè)中有 著較高的應(yīng)用價(jià)值。但這種產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程比較復(fù)雜，需要在堿催化劑的 作用下對(duì)聚氧乙烯進(jìn)行氧丙基化，或?qū)垩醣┻M(jìn)行氧乙基化；同時(shí)這種共聚 物在作為環(huán)境響應(yīng)性材料使用時(shí)，僅對(duì)溫度等有靈敏的響應(yīng)性，誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)變的 條件相對(duì)比較單一。針對(duì)以上缺點(diǎn)，研究開(kāi)發(fā)新型的聚氧乙烯與聚氧丙烯聚合 物具有十分重要的研究與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物及 其制備方法，這種梳型縮聚物的制備方法簡(jiǎn)單，原料易得，制得的該類共聚物同時(shí)具有對(duì)溫度和pH值的響應(yīng)特性，可作為智能型材料使用。為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的縮合聚合方法，將含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧乙烯或聚氧丙烯與哌嗪和長(zhǎng)鏈伯胺共縮聚，制成梳型縮聚物。反應(yīng)過(guò)程中可以只使用毒性很小的溶劑做反應(yīng)介質(zhì)，同時(shí)反應(yīng)過(guò)程中無(wú)小分子副產(chǎn)物生成，因此產(chǎn)物的后處理十分容易，產(chǎn)物純度很高。本發(fā)明的環(huán)境響應(yīng)性的梳型縮聚物的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元如下<formula>formula see original document page 4</formula>其中，R,為聚氧乙烯或聚氧丙烯；R2為十八胺、L100、 L300、 BIOO、 B300等 長(zhǎng)鏈伯胺。本發(fā)明的環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物的制備方法如下在帶有攪拌，回流冷凝管燒瓶中，加入含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧烯類大單體、 哌嗪和長(zhǎng)鏈伯胺，聚氧烯類大單體的摩爾量等于長(zhǎng)鏈伯胺與哌嗪的摩爾量總和， 長(zhǎng)鏈伯胺與哌嗪的摩爾比例任意調(diào)節(jié)；然后加入溶劑使反應(yīng)物溶解，溶劑中固 含量為30-70%;縮聚反應(yīng)在通氮?dú)獾那闆r下進(jìn)行，回流4-20小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后， 除去溶劑，即得到目標(biāo)產(chǎn)物環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物。本發(fā)明所述的溶劑為乙醇、甲醇、氯仿、1，4-二氧六環(huán)等。本發(fā)明所述的聚氧烯類大單體為聚氧乙烯或聚氧丙烯。本發(fā)明所得的環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物不僅具有溫度響應(yīng)性，對(duì)PH值也具有 靈敏的響應(yīng)性。因?yàn)樵摽s聚物含有聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段，所以可用于聚氧 乙烯與聚氧丙烯共聚物的應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)pH值或縮聚物的組成控 制聚合物的相轉(zhuǎn)變溫度，因此比聚氧乙烯與聚氧丙烯共聚物具有更豐富的響應(yīng) 條件，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。


圖1是實(shí)施例1環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物的紅外光譜。 圖2是實(shí)施例1環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物的核磁氫譜。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例是 對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。 實(shí)施例1在帶有攪拌，回流冷凝管燒瓶中，加入含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧丙烯(分子 量640 g.mor1) 5.12g、哌嗪0.52g和L100 (Huntsman公司SURFONAMINE胺 系列產(chǎn)品)2.10g，然后加入15ml乙醇溶解反應(yīng)物。在通氮?dú)獾那闆r下，回流反 應(yīng)10小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，除去乙醇，即得到目標(biāo)產(chǎn)物。圖1為環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物的紅外譜圖，采用KBr鹽片法測(cè)得。圖中3448cm—1處為羥基的吸收峰，2872cm—1處為C-H振動(dòng)吸收峰，1374cm—1處為甲基對(duì)稱變形振動(dòng)吸收峰，1110cm—'處為C-O-C不對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰，840cm—'處為CH20-變形振動(dòng)吸收峰。圖2為多重環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物的'H核磁譜圖(溶劑為DMSO，振動(dòng)頻率為400MHz) : S =4. 00-3. 20為聚氧乙烯及聚—氧丙烯上-CH2 、 -CH氫的化學(xué)位移，S =2. 70-2. 25為哌嗪環(huán)上-CH2氫的化學(xué)位移，S =1. 08為聚氧丙烯上-013氫的化學(xué)位移。實(shí)施例2在帶有攪拌，回流冷凝管燒瓶中，加入含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧丙烯(分子 量640 g'mor1) 6.40g、哌嗪0.75g和L300 (Huntsman公司SURFONAMINE胺 系列產(chǎn)品)3.96g，然后加入17ml三氯甲垸溶解反應(yīng)物。在通氮?dú)獾那闆r下，回 流反應(yīng)ll小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，除去三氯甲烷，即得到目標(biāo)產(chǎn)物。 實(shí)施例3在帶有攪拌，回流冷凝管燒瓶中，加入含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧丙烯(分子 量380 g'mor1) 1.90g、哌嗪0.21g和B100 (Huntsman公司SURFONAMINE胺系列產(chǎn)品)2.63g，然后加入12ml甲醇溶解反應(yīng)物。在通氮?dú)獾那闆r下，回流 反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，除去甲醇，即得到目標(biāo)產(chǎn)物。權(quán)利要求
1、一種環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物的制備方法，其特征在于包括如下步驟在帶有攪拌，回流冷凝管燒瓶中，加入含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧烯類大單體、哌嗪和長(zhǎng)鏈伯胺，聚氧烯類大單體的摩爾量等于長(zhǎng)鏈伯胺與哌嗪的摩爾量總和，長(zhǎng)鏈伯胺與哌嗪的摩爾比例任意調(diào)節(jié)；然后加入溶劑使反應(yīng)物溶解，溶劑中固含量為30-70％；縮聚反應(yīng)在通氮?dú)獾那闆r下進(jìn)行，回流4-20小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，除去溶劑，即得到目標(biāo)產(chǎn)物環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物的制備方法，其特征在于所述 的溶劑為乙醇、甲醇、氯仿或l，4-二氧六環(huán)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物的制備方法，其特征在于所述 的聚氧烯類大單體為聚氧乙烯或聚氧丙烯。
4、 一種權(quán)利要求1的方法制備的環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物，其特征在于其結(jié)構(gòu)如下式所示<formula>formula see original document page 2</formula>其中，Rt為聚氧乙烯或聚氧丙烯；R2為長(zhǎng)鏈伯胺。
5、根據(jù)權(quán)利要求4的環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物，其特征在于所述長(zhǎng)鏈伯胺為 十八胺、LIOO、 L300、 B100或B300。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)境響應(yīng)性梳型縮聚物及其制備方法，采用簡(jiǎn)單的縮合聚合方法，將含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧乙烯或聚氧丙烯與哌嗪和長(zhǎng)鏈伯胺共縮聚，制成梳型縮聚物，制備方法簡(jiǎn)單，原料易得。反應(yīng)過(guò)程中可只使用毒性很小的溶劑作反應(yīng)介質(zhì)，同時(shí)反應(yīng)過(guò)程中無(wú)小分子副產(chǎn)物生成，因此產(chǎn)物的后處理十分容易，產(chǎn)物純度很高。所得產(chǎn)物不僅具有溫度響應(yīng)性，對(duì)pH值也具有靈敏的響應(yīng)性，又可以通過(guò)調(diào)節(jié)縮聚物的組成控制聚合物的相轉(zhuǎn)變溫度。作為聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物的擴(kuò)展，該縮聚物不僅可以用于聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物原有的適用范圍，還因?yàn)樽陨砭哂懈S富的環(huán)境響應(yīng)條件，可以應(yīng)用于更為廣泛的研究與實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08G73/00GK101298494SQ200810039578
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者任艷蓉, 杰 印, 姜學(xué)松 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)