專利名稱：環(huán)境響應(yīng)性多嵌段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)性多嵌段縮聚物及其制備方法，具體涉及一種同時 具有對溫度、pH值響應(yīng)性的多嵌段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、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、智能開關(guān)、驅(qū)動器、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,它們在生物、醫(yī)藥、化妝品、紡織等工業(yè)中有 著較高的應(yīng)用價值。但這種產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)過程比較復(fù)雜，需要在堿催化劑的 作用下對聚氧乙烯進(jìn)行氧丙基化，或?qū)垩醣┻M(jìn)行氧乙基化；同時這種共聚 物在作為環(huán)境響應(yīng)性材料使用時，僅對溫度等有靈敏的響應(yīng)性，誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)變的 條件相對比較單一。針對以上缺點(diǎn)，研究開發(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)價值。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物 及其制備方法，這種多嵌段縮聚物的制備方法簡單，原料易得，制得的該類共聚物同時具有對溫度和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)明采用簡單的縮合聚合方法，將含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧乙烯和聚氧丙烯與二元胺共縮聚，制成多嵌段縮聚物。反應(yīng)過程中可使用毒性很小的溶劑作反應(yīng)介質(zhì)，同時反應(yīng)過程中無小分子副產(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)性的多嵌段縮聚物的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元如下<formula>formula see original document page 4</formula>其中，R為哌嗪、脂肪族二元胺、芳香族二元胺等可作二元胺使用的單體。本發(fā)明的環(huán)境響應(yīng)性多嵌段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)的聚氧乙烯、含雙 環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧丙烯及二元胺，二元胺的摩爾量等于聚氧乙烯與聚氧丙烯的 摩爾量總和，聚氧乙烯與聚氧丙烯的摩爾比例任意調(diào)節(jié)。然后加入適量溶劑使反應(yīng)物溶解，溶劑中固含量為30-70%?？s聚反應(yīng)在通氮?dú)獾那闆r下進(jìn)行，回流 4-20小時。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)性多嵌段縮聚物。 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)明所得的環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物不僅具有溫度響應(yīng)性，對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。同時可以通過調(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)用價值。


圖1是實(shí)施例1環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物的紅外光譜。 圖2是實(shí)施例1環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物的核磁氫譜。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一歩描述。以下實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。 實(shí)施例l在帶有攪拌，回流冷凝管燒瓶中，加入含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧乙烯(分子 量526 g'mor1) 0.66g、聚氧丙烯(分子量640 gnnol") 6.4g和哌嗪0.95g，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。反應(yīng)結(jié) 束后，除去乙醇，即得到目標(biāo)產(chǎn)物多重環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物。圖l為環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物的紅外譜圖，采用KBr鹽片法測得。圖中 3448cm—1處為羥基的吸收峰，2872cm—1處為C-H振動吸收峰，1374cm—1處為甲基對 稱變形振動吸收峰，1108cnT'處為C-O-C不對稱伸縮振動吸收峰，840cm—1處為 CH20-變形振動吸收峰。圖2為多重環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物的'H核磁譜圖(溶劑為DMSO,振動頻率為400MHz) : S =3. 72-3. 00為聚氧乙烯及聚氧丙烯上-CH2、 -CH氫的化學(xué)位移，S^2.30-1.80為哌嗪環(huán)上-CH2氫的化學(xué)位移，5=0.76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)的聚氧乙烯(分子量526 gnnor1) 1.97g、聚氧丙烯(分子量640 g'mor1) 4.80g和哌嗪0.97g，然后加入17ml 1，4-二氧六環(huán)溶解反應(yīng)物。在通氮?dú)獾那闆r下，回流反應(yīng)11小時。反應(yīng)結(jié)束后，除去1,4-二氧六環(huán)，即得到目標(biāo)產(chǎn)物多重環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物。 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)的聚氧乙烯(分子 量526g'mor1) 2.63g、聚氧丙烯(分子量380 g*mol—1) 1.9g和哌嗪0.86g，然 后加入14ml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。反應(yīng)結(jié) 束后，除去甲醇，即得到目標(biāo)產(chǎn)物多重環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物。
權(quán)利要求
1、一種環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物的制備方法，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)的聚氧乙烯、含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧丙烯及二元胺，二元胺的摩爾量等于聚氧乙烯與聚氧丙烯的摩爾量總和，聚氧乙烯與聚氧丙烯的摩爾比例任意調(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；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)性多嵌段縮聚物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物的制備方法，其特征在于所 述的溶劑為乙醇、甲醇、氯仿或1，4-二氧六環(huán)。
3、 一種權(quán)利要求1的方法制備的環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物，其特征在于其結(jié)構(gòu)如下式所示其中，R為二元胺。
4、根據(jù)權(quán)利要求3的環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物，其特征在于所述二元胺為哌嗪、脂肪族二元胺或芳香族二元胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)境響應(yīng)性多嵌段縮聚物及其制備方法，采用簡單的縮合聚合方法，將含雙環(huán)氧官能團(tuán)的聚氧乙烯和聚氧丙烯與二元胺共縮聚，制成多嵌段縮聚物，制備方法簡單，原料易得。反應(yīng)過程中可使用毒性很小的溶劑作反應(yīng)介質(zhì)，同時反應(yīng)過程中無小分子副產(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pH值也具有靈敏的響應(yīng)性，又可以通過調(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C08G65/333GK101298495SQ200810039579
公開日2008年11月5日 申請日期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 申請人:上海交通大學(xué)