本发明属于双嵌段共聚物引发剂的制备,涉及一种双嵌段共聚物的双功能光引发剂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、受大自然天然聚合物启发,人工高效合成序列可控聚合物,包括双嵌段共聚物、多嵌段共聚物以及星型聚合物等,一直属于聚合物领域的研究热点,其在光刻、催化、新能源、药物释放、自组装等领域具有十分广阔的应用前景。光聚合是一种利用光引发剂光解产生自由基、阳离子等活性种引发单体或低聚物交联,最终形成三维网状聚合物的绿色环保技术,凭借其高效、节能、时间-空间可控等优势备受关注,在微电子、生物工程、增材制造等高附加值领域已应用成熟。光聚合技术通常只能制备无规共聚物,聚合物链之间呈无规则分布,如何利用光聚合技术制备有序聚合并赋予聚合物材料优异的性能是光聚合领域有待解决的关键问题。
2、因此,需要进一步研究能够催化制备双嵌段共聚物的化合物的引发剂。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的之一在于提供一种双嵌段共聚物的双功能光引发剂;本发明的目的之二在于提供一种双嵌段共聚物的双功能光引发剂的制备方法;本发明的目的之三在于提供一种双嵌段共聚物的双功能光引发剂在催化制备双嵌段共聚物方面的应用。
2、为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、1.一种双嵌段共聚物的双功能光引发剂,所述双功能光引发剂的结构式为:其中hr为中的任意一种。
4、优选的,所述双功能光引发剂的结构式包括但不限于:
5、2.上述双功能光引发剂的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
6、(1)将磷酰基乙酸三乙酯溶解在四氢呋喃中,在-10~0℃下滴加氨基锂,搅拌混合均匀后滴加共轭叔胺后进行反应,tlc检测反应完全后进行柱层析法提纯,即可得到含共轭叔胺的乙烯酯中间体ⅰ;
7、(2)将所述含共轭叔胺的乙烯酯中间体ⅰ溶解于甲醇水溶液中,加入naoh作为催化剂后进行反应,tlc检测反应完全后进行重结晶法提纯,即可得到含共轭叔胺的乙烯酸中间体ⅱ;
8、(3)将所述含共轭叔胺的乙烯酸中间体ⅱ溶于二氯甲烷中,依次加入2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(irgacure2959)作为引发剂、4-二甲氨基吡啶作为催化剂、碳二亚胺盐酸盐,在常温下反应,tlc检测反应完全后进行柱层析法提纯,即可制备得到双功能光引发剂。
9、优选的,步骤(1)中,所述含共轭叔胺的醛的结构式为
10、步骤(1)中,所述共轭叔胺的醛与磷酰基乙酸三乙酯的摩尔比为1:1~1:3;
11、步骤(1)中,所述共轭叔胺的醛与催化剂的摩尔比为1:1~1:2;
12、步骤(1)中,所述反应的条件为:-10~0℃;
13、步骤(1)中,所述柱层析法提纯中采用的洗脱剂为由石油醚和乙酸乙酯按照10:1~20:1的体积比混合形成的混合溶液。
14、优选的,步骤(2)中,所述甲醇水溶液中甲醇和水的体积比为1:1~1:2;
15、步骤(2)中,所述反应的温度为50~70℃;
16、步骤(2)中,所述含共轭叔胺的乙烯酯中间体ⅰ与naoh的质量比为2:1。
17、优选的,步骤(3)中,所述含共轭叔胺的乙烯酸中间体ⅱ、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(irgacure2959)、4-二甲氨基吡啶和碳二亚胺盐酸盐的摩尔比为1:1:2:2;
18、步骤(3)中,所述柱层析法提纯中采用的洗脱剂为由石油醚和乙酸乙酯按照10:1的体积比混合形成的混合溶液。
19、3.上述双功能光引发剂在催化制备双嵌段共聚物方面的应用。
20、本发明的有益效果在于:本发明公开了一种双嵌段共聚物的双功能光引发剂,其结构式为具有以下作用:(1)本发明的双功能光引发剂可以配合可见光引发剂樟脑醌、硫杂蒽酮等可见光引发剂,双功能引发剂在可见光激发下能够被抽氢从而产生高活性的α-氨烷基自由基,引发单体ⅰ(单体ⅰ为第一次发生交联反应的单官能度单体,可以是丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸羟乙酯等)发生交联反应,形成α-羟基酮大分子光引发剂;(2)进一步,大分子光引发剂(第一次光交联的产物,需要第二次光交联后形成最终双嵌段共聚物,具体反应逻辑是双功能引发剂-大分子光引发剂-双嵌段共聚物)在紫外光激发下,光解产生高活性的苯甲酰自由基,引发单体ⅱ(第二次发生交联反应的单官能度单体)发生交联反应,最终形成双嵌段共聚物。由此可见,本发明的双嵌段共聚物的双功能光引发剂能够高效制备双嵌段共聚物,对丰富传统光固化材料的结构与性能能够做出重大贡献。
21、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种双嵌段共聚物的双功能光引发剂,其特征在于,所述双功能光引发剂的结构式为:其中hr为中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的双功能光引发剂,其特征在于,所述双功能光引发剂的结构式包括但不限于:
3.权利要求1~2任一项所述双功能光引发剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述含共轭叔胺的醛的结构式为
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述甲醇水溶液中甲醇和水的体积比为1:1~1:2;
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述含共轭叔胺的乙烯酸中间体ⅱ、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、4-二甲氨基吡啶和碳二亚胺盐酸盐的摩尔比为1:1:2:2;
7.权利要求1~2任一项所述双功能光引发剂在催化制备双嵌段共聚物方面的应用。
