CN104592532A - 一种两亲性共聚物网络及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两亲性共聚物网络,其由星型两亲性共聚物与硅氢化交联剂经交联而成,其中星型两亲性共聚物是由星型亲水性均聚物与含悬挂炔基的疏水性嵌段共聚物经化学反应而得的;该两亲性共聚物网络在正己烷中溶胀度为20~150%,在水中溶胀度为50-800%,在乙醇中溶胀度为400~1000%,氧透过率为500-1600Barrers。该两亲性共聚物网络可用作医用高分子材料。本发明还公开了制备两亲性共聚物网络的方法。
Description
技术领域
本发明属于医用高分子材料领域,具体涉及一种新型的两亲性共聚物网络、其制备方法、及其在医药领域的应用。
技术背景
两亲性共聚物网络是一种应用前景广阔的高分子材料。对于其合成方法,目前文献上报道的多数是以自由基聚合和基团转移聚合(GTP)法来合成两亲共聚物网络,比如文献“Amphiphilic Conetworks and Gels Physically Cross-Linked via Stereocomplexation ofPolylactide”(Fan,Xiaoshan;Wang,Mian;Yuan,Du;He,Chaobin.Langmuir(2013),29(46),14307-14313.)采用了自由基聚合来制备聚D-丙交酯/L-丙交酯/丙烯酸酯和乙二醇/甲基醚乙酸酯的交联网络;文献“Amphiphilic Co-networks withMoisture-Induced SurfaceSegregation for High-Performance Nonfouling Coatings”(Yapei Wang,John A.Finlay,DouglasE.Betts,Timothy J.Merkel,J.Christopher Luft,Maureen E.Callow,James A.Callow,JosephM.DeSimone.Langmuir.2011,27,10365-10369)采用了自由基聚合来制备PDMS-DA和N,N-二甲基丙烯酰胺的两亲共聚物网络;文献“Improved Hydrophilicity from Poly(ethyleneglycol)in Amphiphilic Conetworks with Poly(dimethylsiloxane)”(Gui Lin,Xiujuan Zhang,SaiR.Kumar,James E.Mark;silicon.2009(1),173-181.)采用了化学交联的方法来制备PDMS-l-PEG两亲性共聚物网络结构。用这类聚合方法得到的产物相对分子量分布宽,分子量的可控性差,随分子量增加合成难度加大,导致制备的网络结构的力学性能差以及网络结构的尺寸不可控。
发明内容
为克服现有技术的两亲性共聚物网络的上述缺陷,本发明通过将原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)技术、可逆加成-断裂链转移聚合(ReversibleAddition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization,RAFT)技术、点击化学(ClickChemistry)技术的优点结合起来,开发出制备两亲性共聚物网络的新工艺。通过该工艺将聚合物的亲疏水链段与硅氢化交联剂相互交联形成连续网络,制备的两亲性共聚物网络材料具有优异的力学性能和均匀的孔径分布,在亲水性和亲油性溶剂中都具有一定的溶胀率,可广泛应用于医药领域。
因此,本发明的目的之一在于提供一种两亲性共聚物网络。
本发明的另一目的在于提供一种制备两亲性共聚物网络的方法。
本发明的再一目的在于提供上述两亲性共聚物网络在医药领域中的应用。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种两亲性共聚物网络,其由星型两亲性共聚物与硅氢化交联剂经交联而成,其中星型两亲性共聚物是由星型亲水性均聚物与含悬挂炔基的疏水性嵌段共聚物经化学反应而得的;该两亲性共聚物网络的抗拉强度为2.5~8.5MPa,在正己烷中溶胀度为20~150%,在水中溶胀度为50-800%,在乙醇中溶胀度为400~1000%,氧透过率为500-1600Barrers。
优选地,两亲性共聚物网络的溶胶含量为不高于10%,优选不高于9.5%,更优选不高于9%,更优选不高于8.5%,更优选不高于8%。
优选地,两亲性共聚物网络的断裂伸长率为65~220%。
优选地,上述星型亲水性均聚物由选自下组的一种具有生物相容性的亲水性单体聚合而成:丙烯酰胺类单体、甲基丙烯酰胺类单体、丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体。
优选地,上述疏水性嵌段共聚物由选自下组的一种疏水性单体与含PDMS基大分子链转移试剂共聚而成:丙烯酸丙炔酯、甲基丙烯酸丙炔酯、乙基丙烯酸丙炔酯。
优选地,上述硅氢化交联剂是指含氢聚硅氧烷(PHMS)。
一种制备上述两亲性共聚物网络的方法,包括如下步骤:
1)通过ATRP制备星型亲水性均聚物,并对其进行叠氮改性;
2)通过RAFT制备含悬挂炔基的疏水性嵌段共聚物;
3)通过点击化学使步骤1)中得到的星型亲水性共聚物与步骤2)中得到的含悬挂炔基疏水性嵌段共聚物结合一起,形成星型两亲性共聚物;
4)使步骤3)中得到的星型两亲性共聚物与硅氢化交联剂发生固化交联反应,得到两亲性共聚物网络。
更具体地讲,上述制备两亲性共聚物网络的方法包括如下步骤:
第一步:将三乙醇胺溶解于溶剂A中,得到三乙醇胺溶液,加入缚酸剂,缓慢滴加亲核取代试剂,在-10℃~80℃下反应3~24小时,纯化后得到三臂星型小分子引发剂;其中三乙醇胺、缚酸剂、亲核取代试剂的重量比为100:80-800:300-1200;
第二步:将配体A、第一步得到的三臂星型ATRP小分子引发剂、亲水性单体、溶剂B和第一催化剂混合,在惰性气氛下,在5~130℃下反应1~24h,纯化,得到亲水性三臂星型均聚物,其中配体A、三臂星型ATRP小分子引发剂、亲水性单体、溶剂B、和第一催化剂的重量比为100:60-320:2500-8000:2000-18000:9.6-380;
第三步:将正十二烷基硫醇、碱液、丙酮、催化剂A,在-15℃~15℃下混合,加入CS2、多卤代烷,反应1-20h,得到RAFT试剂S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯;其中正十二烷基硫醇、碱液、丙酮、催化剂A、CS2、多卤代烷的质量比为100:30-300:100-1000:0.1-1:30-300:30-300;
第四步:将第三步得到的RAFT试剂、功能化聚甲基硅氧烷、羧酸活化剂、脱水剂、溶剂C混合,在10-100℃下反应2-24h,得到含PDMS(聚二甲基硅氧烷)基大分子链转移试剂;RAFT试剂、功能化聚二甲基硅氧烷、羧酸活化剂、脱水剂、溶剂C的重量比为100:10-500:50-200:5-20:500-5000;
第五步:将含PDMS基大分子链转移试剂、疏水单体、溶剂D和引发剂A混合,在惰性气氛下,在60-100℃下反应0.5-24h,得到疏水性嵌段共聚物;其中疏水单体、含PDMS大分子链转移试剂、引发剂A、溶剂D的质量比为100:0.1-10:0.01-0.1:200-5000;
第六步:将配体B、第二步得到的亲水性三臂星型均聚物、第五步得到的疏水性嵌段共聚物、溶剂E和第二催化剂混合,在惰性气氛下,在5~130℃下反应1~24h,纯化,得到两亲性三臂星型共聚物;其中配体B、亲水性三臂星型均聚物、疏水嵌段共聚物、溶剂E和第二催化剂的重量比为100:1000-10000:1000-8000:2500-18000:40-150;
第七步:将第六步所得的两亲性三臂星型共聚物与硅氢化交联剂溶解在溶剂F中,在存在第三催化剂的条件下,在60~110℃下交联反应8~36小时,得到两亲性共聚网络。后于加热板上于40-80℃、优选45-75℃、更优选50-70℃、更优选50-65℃、更优选55-60℃下继续反应6-12h,直至溶剂F蒸干,成膜。
本发明采用的工艺反应可控性好,分子设计容易,可得到复杂的结构,交联效果好。所制得的两亲性共聚物网络具有以下优点:其力学强度、韧性远高于一般的线性网络,同时兼具良好的溶胀性能,尺寸分布的更加均匀,在生物医用材料方面有潜在用途,包括用于制备隐形眼镜、人工脏器、药物控制释放载体等。
附图说明
图1为实施例1中所得两亲性共聚物网络(APCN)的红外光谱图(下)与未经交联的两亲性共聚物的红外光谱图(上)的对比图。从图1中可以看出,两亲性共聚物(上)的3581cm-1处出现的宽峰是星形HEMA链段(亲水链段)的-OH伸缩振动峰,1731cm-1出现的尖锐吸收峰是HEMA上C=O的伸缩振动吸收峰,2120cm-1附近出现了疏水链段——聚丙烯酸丙炔酯上碳碳三键的吸收峰。与之不同的是,两亲性共聚物网络(下)中未出现不饱和碳碳三键的特征吸收峰,说明两亲性共聚物中不饱和碳碳三键与硅氢化交联剂中的氢发生了硅氢化反应,实现了两亲性共聚物与硅氢化交联剂的交联,导致两亲性共聚物三键消失,表明形成了两亲性共聚物网络。
图2为使用布鲁克大样品台原子力显微镜Icon(Bruker’sIconTM)观察到的实施例1中所得两亲性共聚物网络(APCN)的原子力显微镜(AFM)相图,显示了亲疏水链段。其中亮区域为软链段即疏水链段,亲水链段由于高的模量以及摩擦力在相图上表现暗的区域。相图是1x1μm,所以亲疏水相均在1μm以下,即纳米级。相图结构无规地存在明显的界限,即发生微相分离,这是APCN常见的现象。
图3为实施例1中所得两亲性共聚物网络的放大SEM照片,由该照片可以看出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀,平均孔径尺寸约为50nm。
图4为实施例1中所得两亲性共聚物网络的两个圆形干膜照片,通过背景显示其为透光性很好的透明材料。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图,对本发明作进一步说明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本文中涉及到多种物质的添加量、含量及浓度,其中所述的“份”,除特别说明外,皆指“重量份”;所述的百分含量,除特别说明外,皆指质量百分含量。
ATRP技术、RAFT技术、Click Chemistry技术都是操作简便、极具工业化前景的“活性”自由基聚合方法。ATRP(原子转移自由基聚合)是以简单的有机卤化物为引发剂、过渡金属配合物为卤原子载体,通过氧化还原反应,在活性种与休眠种之间建立可逆的动态平衡,从而实现了对聚合反应的控制,其优点是(1)适于ATRP的单体种类较多,大多数单体如甲基丙烯酸酯,丙烯酸酯,苯乙烯和电荷转移络合物等均可顺利的进行ATRP,并已成功制得了活性均聚物、嵌段和接枝共聚物;(2)可以合成梯度共聚物,例如Greszta等曾用活性差别较大的苯乙烯和丙烯腈,以混合一步法进行ATRP,在聚合初期活性较大的单体进入聚合物,随着反应的进行,活性较大的单体浓度下降,而活性较低的单体更多地进入聚合物链,这样就形成了共聚单体随时间的延长而呈梯度变化的梯度共聚物;(3)适用于众多工业聚合方法,如本体聚合、溶液聚合、和乳液聚合。RAFT(可逆加成-断裂链转移聚合)是活性/可控自由基聚合(CRP)的一种,在聚合体系中加入链转移常数高的特种链转移剂,使得增长自由基和该链转移剂之间进行退化转移,从而降低自由基的浓度,实现活性自由基聚合。RAFT的最大优点是适用的单体范围广,除了常见单体外,丙烯酸、对乙烯基苯磺酸钠、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸胺基乙酯等质子性单体或酸、碱性单体均可顺利聚合,十分有利于含特殊官能团烯类单体的聚合反应;不需要使用昂贵的试剂(如TEMPO),也不会导致杂质或残存试剂难以从聚合产物中除去。不仅分子量分布较窄(一般都在1.3以下),而且聚合温度也较低,一般在60-70℃下即可进行;分子的设计能力强,可以用来制备嵌段、接枝、星型共聚物。Click Chemistry(点击化学)是由化学家巴里·夏普莱斯在2001年引入的一个合成概念,主旨是通过小单元的拼接,来快速可靠地完成形形色色分子的化学合成。它尤其强调开辟以碳-杂原子键(C-X-C)合成为基础的组合化学新方法,并借助这些反应(点击反应)来简单高效地获得分子多样性。点击化学的代表反应为铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应(Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition)。点击化学的概念对化学合成领域有很大的贡献,在药物开发和生物医用材料等的诸多领域中,它已经成为目前最为有用和吸引人的合成理念之一。
本发明首次将ATRP、RAFT和Click Chemistry技术组合起来,用于制备两亲性共聚物网络,以便提高该材料的分子量及结构的可控性,拓展其在医学领域的应用。
本发明的构思如下:首先,采用ATRP技术,制备三臂星型ATRP引发剂,使得具有生物相容性的亲水性单体聚合构成三臂星型均聚物,再加入叠氮化钠进行叠氮改性,以便为点击化学做准备。然后,采用RAFT技术,先将RAFT试剂、功能化聚甲基硅氧烷、羧酸活化剂、脱水剂混合,反应,得到含PDMS基大分子链转移试剂;接着与含有炔基的单体共聚,得到含有悬挂炔基的疏水性嵌段共聚物。接着,采用点击化学技术,使三臂星型均聚物与含有悬挂炔基的疏水性嵌段共聚物进行点击化学反应,得到星型两亲性共聚物。最后,使星型两亲性共聚物与硅氢化交联剂固化交联,形成两亲性共聚网络。
这三种活性可控聚合方法(ATRP/RAFT/Click Chemical)适用单体广泛,可精确控制亲疏水链段长度,得到理想的分子量及分子量分布,并能根据实际需要调整结构,以适应实际需要。考虑到在医学领域的应用,例如用作生物医用材料比如药物释放载体、离材料、隐形眼镜、智能材料、人工脏器等等,所采用的聚合物单体最好采用生物相容性好的单体。例如,用于制备亲水性均聚物的亲水性单体可以是甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEA)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)等。
用于制备疏水性嵌段共聚物的疏水单体可以是丙烯酸丙炔酯、甲基丙烯酸丙炔酯、乙基丙烯酸丙炔酯等。
在本发明中,术语“亲水”和“亲水性”表示相同的意义。术语“疏水”和“疏水性”表示相同的意义。术语“两亲”和“两亲性”表示相同的意义,是指同时具有亲水性和疏水性。
为方便起见,在本发明中,两亲性共聚物网络可简写为APCN。
在本发明中,术语“两亲(性)共聚物网络”、“两亲(性)嵌段聚合物网络”、“两亲(性)嵌段共聚物网络”、“两亲(性)共连续网络”和“APCN”表示相同的意义。
一般来讲,APCN是通过化学交联而制得的三维网络,既不溶解,也不熔融。溶胶含量低于10%,即无明显可溶性溶胶的生成,说明交联充分,成功制备出APCN。APCN由亲水性链段和亲油性链段通过共价键连接而成,从而表现出两亲性,可以分别在水中、正己烷中溶胀,因为亲水链段只在水中才能溶胀,而疏水链段PMHS只在正己烷中溶胀,但不发生溶解。这种溶胀性质也是APCN的特征。
在本发明的制备两亲性共聚物网络的方法中,优选第一步中的三乙醇胺为精制过的三乙醇胺。
优选地,第一步中所述的缚酸剂为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾或吡啶。
优选地,第一步中所述的亲核取代试剂为溴代酰溴或氯代酰氯。
优选地,第二步中所述的亲水性单体为丙烯酰胺类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体。
优选地,第二步中所述的配体A为2’2-联吡啶(Bpy)、三-(N,N-二甲基氨基乙基)胺(Me6TREN)、五甲基二乙烯三胺(PDMAETA)、以及4-二甲基氨基吡啶(DMAP)中的一种或两种以上的混合物。
优选地,第二步中所述的第一催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜或氯化亚铁。
优选地,第三步中所述的碱液为质量百分比浓度为40%-80%的NaOH溶液或KOH溶液。
优选地,第三步中所述的催化剂A为甲基三辛酰基氯化铵或三甲基丁基硫酸铵。
优选地,第三步中所述的多卤代烷为二氯甲烷、三氯甲烷、二溴甲烷、三溴甲烷中的一种。
优选地,第四步中所述的功能化聚甲基硅氧烷为端羟丙基聚甲基硅氧烷或端氨丙基聚甲基硅氧烷。
优选地,第四步中所述的羧酸活化剂为4-二甲氨基吡啶(DMAP)。
优选地,第四步中所述的脱水剂为二环己基碳二亚胺(DCC)、1-乙基-(3-二正烷基伯胺基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)中的一种。
优选地,第五步中所述的疏水单体为丙烯酸丙炔酯、甲基丙烯酸丙炔酯、或者乙基丙烯酸丙炔酯。
优选地,第五步中所述的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化苯甲酰(BPO)、偶氮(4-氰基戊酸)(ACVA)中的一种。
优选地,第六步中所述的配体B为抗坏血酸钠、2’2-联吡啶(Bpy)、三-(N,N-二甲基氨基乙基)胺(Me6TREN)、五甲基二乙烯三胺(PDMAETA)、或者4-二甲基氨基吡啶(DMAP)。
优选地,第六步中所述的第二催化剂为无水硫酸铜。
优选地,第七步中所述的硅氢化交联剂为含氢聚硅氧烷(PHMS)。
优选地,第七步中所述的第三催化剂为Karstedt催化剂。
优选地,第七步的反应体系中两亲性三臂星型共聚物的初始浓度为2~50wt%,硅氢化交联剂的初始浓度为1~30wt%,第三催化剂的加入量为两亲性三臂星型共聚物重量的0.01~5%。
优选地,溶剂A、溶剂B、溶剂C、溶剂D、溶剂E、溶剂F各自为二氯甲烷、正己烷、1,4-二氧六环、环己酮、四氢呋喃、正丙醇、异丙醇、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸正丁酯、环己酮以及甲苯中的一种或两种以上的混合物。
本发明设计合成的新型两亲性共连续网络具有优异的力学性能,孔径分布均匀,在亲水性和亲油性溶剂中都具有一定的溶胀率,在水中溶胀率为50~800%左右,在正己烷中溶胀度为20~150%左右,在乙醇中溶胀率为400~1000%左右,并且具有较好的透氧性能,为500~1600Barres。在原子力显微镜下出现了纳米级的微相分离,对于一定尺寸的生物小分子(如菊糖、胰岛素等)具有一定的透过速率。同时该材料具有良好的抗氧降解性,在65℃下,15天损失率<0.5%。其透光率为50%~93%,因此可广泛应用于医药领域。
实施例
一、测试方法及标准:
对下述各实施例得到的进行如下技术指标的测试评估。
微观形态:干膜在液氮中断裂或直接溅射铂金后,用日本JSM-5600LV型扫描电子显微镜测试;
力学性能(抗拉强度、断裂伸长率)测试:初始样品被制成8cm×2cm大小,在一个万能试验机(KEXIN,WDW3020,长春科新)中室温下测试。测试的速率是10mm/min。每个样品至少测5次,以确保测量值的准确性。
水中溶胀率、正己烷中溶胀度、乙醇中溶胀率测试:将干燥的样品称重,得质量m0,然后分别放在去离子水、正己烷和乙醇中,分不同时间从烧杯中取出样品,用试纸擦干净样品表面残留的液体,称重,得质量mt,然后直到样品24h的质量不再变化。按下式计算溶胀率(溶胀度)Sw:
溶胶含量测试:将刚交联好的样品称重,得质量m0,然后放在去离子水中浸泡7天,直至样品中未反应的溶胶被洗出。然后用试纸擦干净样品表面的残留的水滴,烘干后称重,得质量mt。按下式计算溶胶含量Sol:
氧透过率测试:使用济南兰光机电技术有限公司生产的OX2/23氧气透过率测试仪测试。
二、实验材料:
试剂皆为分析纯,购自中国医药(集团)上海化学试剂公司。
实施例1
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在600份四氢呋喃THF中得到三乙醇胺溶液,加入80份三乙胺,滴加30份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应3小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将2’2-联吡啶0.8份、星型ATRP小分子引发剂0.48份、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)16份、氯化亚铜0.0768份、正丙醇14份、丁酮6份混合,-20℃下除氧后,在5℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、15份的质量百分比浓度为40%的NaOH碱液、50份丙酮以及0.05份甲基三辛酰基氯化铵,于5℃下混合,再依次加入15份的二硫化碳、15份三氯甲烷。在氮气保护下,于10℃反应10h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端羟丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、1份RAFT试剂、5份EDCI及5份DMAP混合,并溶于50份二氯甲烷中,在15℃下反应2h,得到含聚甲基硅氧烷(PDMS)基大分子链转移试剂。
(5)将10份丙烯酸丙炔酯溶解在20份异丙醇中,制成浓度为50%的丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.1份含PDMS基大分子链转移试剂和0.001份AIBN,在氮气保护下,于60℃下反应0.5h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将PMDETA 0.8份、星型亲水性均聚物8份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物8份、氯化亚铜0.36份、正丙醇14份、丁酮6份混合,-20℃下除氧后,在5℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于500份四氢呋喃中,搅拌1小时后,加入20μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在60℃下硅氢化反应8小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为3MPa,断裂伸长率为135%。在正己烷中溶胀度为20%,在水中溶胀度为400%,在乙醇中溶胀度为800%,氧透过率为500barrers,溶胶含量Sol=9.2%。
图1显示了实施例1中所得两亲性共聚物网络(APCN)的红外光谱图(下)与未经交联的两亲性共聚物的红外光谱图(上)的对比图。从图1中可以看出,两亲性共聚物(上)的3581cm-1处出现的宽峰是星形HEMA链段(亲水链段)的-OH伸缩振动峰,1731cm-1出现的尖锐吸收峰是HEMA上C=O的伸缩振动吸收峰,2120cm-1附近出现了疏水链段——聚丙烯酸丙炔酯上碳碳三键的吸收峰。与之不同的是,两亲性共聚物网络(下)中未出现不饱和碳碳三键的特征吸收峰,说明两亲性共聚物中不饱和碳碳三键与硅氢化交联剂中的氢发生了硅氢化反应,实现了两亲性共聚物与硅氢化交联剂的交联,导致两亲性共聚物三键消失,表明形成了两亲性共聚物网络。
图2显示了实施例1中所得两亲性共聚物网络的原子力显微镜(AFM)相图,相图结构无规地存在明显的界限,即发生微相分离,这是两亲性共聚物网络的典型特征。
图3显示了实施例1中所得两亲性共聚物网络的放大SEM照片,由该照片可以看出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀,平均孔径尺寸约为50nm。
图4显示了实施例1中所得两亲性共聚物网络的两个圆形干膜照片,通过背景显示其为透光性很好的透明材料。
实施例2
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在800份二氯甲烷中,得到三乙醇胺溶液,加入70份氢氧化钠,滴加70份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应3小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将2’2-联吡啶0.8份、星型ATRP小分子引发剂0.64份、甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEA)20份、氯化亚铜0.2份、正丙醇21份、丁酮9份混合,-20℃下除氧后,在50℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、3份的质量百分比浓度为50%的NaOH碱液、10份丙酮以及0.01份甲基三辛酰基氯化铵,于-5℃下混合,再依次加入3份的二硫化碳、15份二氯甲烷。在氩气保护下,于0℃反应1h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端氨丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、20份RAFT试剂、10份EDCI及1份DMAP混合,并溶于100份正己烷中,在15℃条件下,反应15h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份甲基丙烯酸丙炔酯溶于90份四氢呋喃中,制成浓度为10%的甲基丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.5份含PDMS基大分子链转移试剂和0.005份AIBN,在氩气保护下,于60℃下反应2h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将DMAP 1.6份、星型亲水性均聚物16份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物35份、氯化亚铁0.8份、正丙醇80份混合,-20℃下除氧后,在50℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于200份四氢呋喃中,搅拌2小时后,加入25μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在65℃下硅氢化反应10小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为3.4MPa,断裂伸长率为85%。在正己烷中溶胀度为28%,在水中溶胀度为360%,在乙醇中溶胀度为660%,氧透过率为634barrers,溶胶含量Sol=8.5%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例2得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例3
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在500份氯仿中得到三乙醇胺溶液,加入50份氢氧化钾,滴加80份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应5小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解、去离子水洗涤、干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将DMAP 1.6份、星型ATRP小分子引发剂1.28份、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)40份、氯化亚铜0.1536份、1,4-二氧六环200份混合,-20℃下除氧后,在90℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、30份的质量百分比浓度为60%的KOH碱液、100份丙酮以及0.1份甲基三辛酰基氯化铵于10℃下混合,再依次加入30份的二硫化碳、30份二氯甲烷。在氮气保护下,于15℃反应20h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端羟丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、50份RAFT试剂、20份DCC及2份DMAP混合,并溶于500份1,4-二氧六环中,在30℃下反应24h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份丙烯酸丙炔酯溶解于500份四氢呋喃/异丙醇(v/v=1:1)中,制成浓度为10%的丙烯酸丙炔酯溶液,投入1份含PDMS基大分子链转移试剂和0.01份ACVA,在氩气保护下,于60℃下反应3.5h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将抗坏血酸钠0.8份、星型亲水性均聚物15份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物40份、无水硫酸铜0.72份、正丙醇72份、乙酸丁酯72份混合,-20℃下除氧后,在80℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于25份四氢呋喃中,搅拌3小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在70℃下硅氢化反应12小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为4.3MPa,断裂伸长率为140%。在正己烷中溶胀度为38%,在水中溶胀度为410%,在乙醇中溶胀度为400%,氧透过率为790barrers,溶胶含量Sol=8.9%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例3得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例4
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在800份二氯甲烷中得到三乙醇胺溶液,加入40份吡啶,滴加100份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应5小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将2’2-联吡啶1.6份、星型ATRP小分子引发剂2.5份、甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)70份、氯化亚铜0.2份、丁酮120份混合,-20℃下除氧后,在60℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、5份的质量百分比浓度为80%的KOH碱液、5份丙酮以及0.02份三甲基丁基硫酸铵,于0℃下混合,再依次加入5份的二硫化碳、30份二溴甲烷。在氩气保护下,于5℃反应3h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端氨丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、3份RAFT试剂、7份EDCI及0.5份DMAP混合,并溶于70份环己酮中,在15℃下反应4h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份丙烯酸丙炔酯溶解于40份四氢呋喃/异丙醇(v/v=1:1)中,制成浓度为25%的丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.03份含PDMS基大分子链转移试剂和0.003份AIBN,在氩气保护下,于70℃下反应4.5h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将DMAP 0.8份、星型亲水性均聚物20份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物20份、溴化亚铜0.48份、乙酸正丁酯100份混合,-20℃下除氧后,在80℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于25份四氢呋喃中,搅拌3小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在70℃下硅氢化反应14小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为4.5MPa,断裂伸长率为115%。在正己烷中溶胀度为23%,在水中溶胀度为310%,在乙醇中溶胀度为550%,氧透过率为800barrers,溶胶含量Sol=8.7%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例4得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例5
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在700份二氯甲烷中,得到三乙醇胺溶液,加入35份氢氧化钠,滴加120份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应5小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将2’2-联吡啶0.8份,星型ATRP小分子引发剂2份,N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)20份、氯化亚铜0.15份、正丁醇70份混合,-20℃下除氧后,在60℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、15份的质量百分比浓度为40%的KOH碱液、15份丙酮以及0.04份甲基三辛酰基氯化铵,于-4℃下混合,再依次加入15份的二硫化碳、15份三溴甲烷。在氮气保护下,于10℃反应5h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将100份端羟丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、5份RAFT试剂、9份DCC及0.7份DMAP混合,并溶于90份正己烷/二氯甲烷(v/v=1:1)混合溶剂中,在35℃下反应6h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份甲基丙烯酸丙炔酯溶解在50份甲苯中,制成浓度为20%的甲基丙烯酸丙炔酯,投入0.05份含PDMS基大分子链转移试剂和0.005份BPO,在氮气保护下,于75℃下反应6h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将PMDETA 0.8份、星型亲水性均聚物16份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物40份、溴化亚铜0.85份、乙酸正丁酯75份混合,-20℃下除氧后,在80℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于200份四氢呋喃中,搅拌1小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在70℃下硅氢化反应16小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为5.1MPa,断裂伸长率为152%。在正己烷中溶胀度为27%,在水中溶胀度为800%,在乙醇中溶胀度为1000%,溶胶含量Sol=6.9%,氧气透过率为760barrers,对胰岛素和葡萄糖有一定的透过性。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例5得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例6
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取100份精制的三乙醇胺溶解在1200份THF中,得到三乙醇胺溶液,加入280份氢氧化钠,滴加380份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将DMAP 3.2份、星型ATRP小分子引发剂2.56份、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)288份、氯化亚铜0.3072份、200份丁酮、200份异丙醇混合,-20℃下除氧后,在85℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、20份的质量百分比浓度为60%的NaOH碱液、20份丙酮以及0.06份甲基三辛酰基氯化铵于-6℃条件下混合,再依次加入20份的二硫化碳、20份二氯甲烷。在氩气保护下,于0℃反应7h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端氨丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、10份RAFT试剂、11份EDCI及0.9份DMAP混合,并溶于110份二氯甲烷/环己酮(v/v=1:1)混合溶剂中,在40℃下反应8h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份甲基丙烯酸丙炔酯溶解在70份甲苯/四氢呋喃(v/v=1:1)中,制成浓度为14.28%的甲基丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.07份含PDMS基大分子链转移试剂和0.007份ACVA,在氩气保护下,于80℃下反应7.5h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将DMAP1.6份、星型亲水性均聚物32份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物32份、溴化亚铜1.8份、100份异丙醇、100份乙酸正丁酯混合,-20℃下除氧后,在100℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和8份PHMS溶解于200份四氢呋喃中,搅拌1小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在65℃下硅氢化反应18小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为6.5MPa,断裂伸长率为170%。在正己烷中溶胀度为120%,在水中溶胀度为280%。在乙醇溶胀度为540%,氧气透过率为805barrers,溶胶含量Sol=7.6%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例6得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例7
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取100份精制的三乙醇胺溶解在1200份氯仿中,得到三乙醇胺溶液,加入260份吡啶,滴加900份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将PMDETA 0.4份、星型ATRP小分子引发剂0.6份、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)12份、溴化亚铜0.82份、40份丙酮、32份正丙醇混合,-20℃下除氧后,在120℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、25份的质量百分比浓度为70%的KOH碱液、25份丙酮以及0.08份三甲基辛基硫酸铵于-8℃条件下混合,再依次加入25份的二硫化碳、25份三氯甲烷。在氮气保护下,于-5℃反应9h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端羟丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、10份RAFT试剂、13份DCC及1.1份DMAP混合,并溶于130份正己烷/环己酮(v/v=1:1)混合溶剂中,在45℃下反应10h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份甲基丙烯酸丙炔酯溶解在90份甲苯/四氢呋喃(v/v=1:1)中,制成浓度为18.52%的甲基丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.09份含PDMS基大分子链转移试剂和0.009份AIBN,在氮气保护下,于85℃下反应9h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将PMDETA 1.6份、星型亲水性均聚物30份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物60份、氯化亚铁0.9份、60份正丙醇混合,-20℃下除氧后,在86℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于200份甲苯中,搅拌1小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在100℃下硅氢化20小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为7.1MPa,断裂伸长率为185%,在正己烷中溶胀度为88%,在水中溶胀度为320%。在乙醇中溶胀度为540%,氧气透过率为820barrers,溶胶含量Sol=7.7%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例7得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例8
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取100份精制的三乙醇胺溶解在1400份THF中,得到三乙醇胺溶液,加入600份氢氧化钠,滴加620份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将PMDETA 0.4份、星型ATRP小分子引发剂0.76份、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)14份、氯化亚铁0.75份、30份异丙醇混合,-20℃下除氧后,在120℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将100份的正十二烷基硫醇、300份的质量百分比浓度为70%的NaOH碱液、300份丙酮以及1份甲基三辛酰基氯化铵于10℃下混合,再依次加入300份的二硫化碳、300份二溴甲烷。在氩气保护下,于-10℃反应11h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将100份端氨丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、200份RAFT试剂、150份EDCI及12份DMAP混合,并溶于1500份1,4-二氧六环/二氯甲烷/环己酮(v/v/v=1:1:1)混合溶剂中,在50℃下反应11h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将100份丙烯酸丙炔酯溶解在1100份甲苯/四氢呋喃(v/v=1:1)中,制成浓度为9.09%的丙烯酸丙炔酯溶液,投入1份含PDMS基大分子链转移试剂和0.1份BPO,在氩气保护下,于90℃下反应10h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将抗坏血酸钠0.4份、星型亲水性均聚物30份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物62份、氯化亚铁0.4份、20份丁酮、20份正丙醇、20份乙酸丁酯混合,-20℃下除氧后,在120℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于200份四氢呋喃中,搅拌1小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在70℃下硅氢化反应22小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为8.3MPa,断裂伸长率为240%。在正己烷中溶胀度为155%,在水中溶胀度为520%。在乙醇中溶胀度为710%,氧气透过率为1600barrers,溶胶含量Sol=5.8%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例8得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例9
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在900份二氯甲烷中,得到三乙醇胺溶液,加入65份氢氧化钠,滴加105份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将PMDETA 0.8份、星型ATRP小分子引发剂0.78份、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)24份、氯化亚铜0.0768份、25份丙酮、15份异丙醇混合,-20℃下除氧后,在95℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、30份的质量百分比浓度为50%的KOH、30份丙酮以及0.1份三甲基辛基硫酸铵于10℃条件下混合,再依次加入30份的二硫化碳、30份二氯甲烷。在氮气保护下,于-15℃反应15h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端羟丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、20份RAFT试剂、15份DCC及1.2份DMAP混合,并溶于250份二氯甲烷/1,4二氧六环/正己烷(v/v/v=1:1:1)混合溶剂中,在55℃下反应15h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份丙烯酸丙炔酯溶解在200份异丙醇/四氢呋喃(v/v=1:1)中,制成浓度为5%的丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.2份含PDMS基大分子链转移试剂和0.02份ACVA,在氮气保护下,于90℃下反应10.5h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将抗坏血酸钠0.4份、星型亲水性均聚物33份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物22份、无水硫酸铜0.4份、48份正丙醇、24份乙酸乙酯混合,-20℃下除氧后,在130℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将13份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解200份甲苯中,搅拌2小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在100℃硅氢化28小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为7.2MPa,断裂伸长率为230%。在正己烷中溶胀度为135%,在水中溶胀度为650%,在乙醇中溶胀度为795%,氧气透过率为745barrers,溶胶含量Sol=4.8%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例9得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例10
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在800份THF、700份二氯甲烷中,得到三乙醇胺溶液,加入60份吡啶,滴加108份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将Me6TREN 0.8份、星型ATRP小分子引发剂0.66份、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)30份、氯化亚铁0.75份、65份丁酮、15份异丙醇混合,-20℃下除氧后,在120℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、30份的质量百分比浓度为80%的NaOH碱液、30份丙酮以及0.1份甲基三辛酰基氯化铵于5℃条件下混合,再依次加入30份的二硫化碳、30份三溴甲烷。在氩气保护下,于10℃反应15h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端氨丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、30份RAFT试剂、20份EDCI及1.6份DMAP混合,并溶于300份二氯甲烷/1,4二氧六环(v/v=1:1)混合溶剂中,在70℃下反应18h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份丙烯酸丙炔酯溶解在300份甲苯/异丙醇(v/v=1:1)中,制成浓度为3.3%的丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.5份含PDMS基大分子链转移试剂和0.05份AIBN,在氩气保护下,于95℃下反应12h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将PMDETA0.8份、星型亲水性均聚物35份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物64份、溴化亚铜1.05份、108份正丙醇、36份乙酸乙酯混合,-20℃下除氧后,在130℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将20份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于300份甲苯中,搅拌1小时后,加入25μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在110℃硅氢反应化30小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
所得的两亲性共聚物网络的抗拉强度为5.6MPa,断裂伸长率为87%,在正己烷中溶胀度为75%,在水中溶胀度为625%。在乙醇中溶胀度为835%,氧气透过率为885barrers,溶胶含量Sol=4.4%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例10得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例11
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取100份精制的三乙醇胺溶解在1120份THF、480份氯仿中,得到三乙醇胺溶液,加入240份三乙胺,滴加420份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将Me6TREN 0.4份,星型ATRP小分子引发剂0.86份,丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEA)16份、氯化亚铜0.0384份、60份丁酮、12份1,4-二氧六环混合,-20℃下除氧后,在75℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将100份的正十二烷基硫醇、300份的质量百分比浓度为80%的KOH、300份丙酮以及1份甲基三辛酰基氯化铵于0℃下混合,再依次加入300份的二硫化碳、300份二溴甲烷。在氮气保护下,于5℃反应17h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将100份端羟丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、400份RAFT试剂、200份DCC及18份DMAP混合,并溶于3500份1,4-二氧六环/环己酮(v/v=1:1)混合溶剂中,在85℃下反应20h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将100份甲基丙烯酸丙炔酯溶解在3500份四氢呋喃中,制成浓度为2.86%的甲基丙烯酸丙炔酯溶液,投入6份含PDMS基大分子链转移试剂和0.6份BPO,在氮气保护下,于100℃下反应14h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将Me6TREN0.4份、星型亲水性均聚物15份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物32份、溴化亚铜0.18份、50份乙酸乙酯混合,-20℃下除氧后,在85℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将2份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于200份甲苯中,搅拌1小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在100℃下硅氢化反应32小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
两亲性共聚物网络的抗拉强度为3.8MPa,断裂伸长率为72%,在正己烷中溶胀度为135%,在水中溶胀度为710%,在乙醇中溶胀度为940%,氧气透过率为1327barrers,溶胶含量Sol=3.7%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例11得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例12
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在350份THF、450份二氯甲烷中,得到三乙醇胺溶液,加入50份氢氧化钾,滴加420份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将Me6TREN 0.4份、DMAP 0.4份、星型ATRP小分子引发剂0.9份,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)35份、氯化亚铜0.0768份、24份丁酮、120份正丙醇混合,-20℃下除氧后,在70℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、30份的质量百分比浓度为70%的NaOH碱液、30份丙酮以及0.1份三甲基辛基硫酸铵于-5℃下混合,再依次加入30份的二硫化碳、30份二氯甲烷。在氩气保护下,于15℃反应19h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端氨丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、40份RAFT试剂、20份EDCI及1.9份DMAP混合,并溶于400份正己烷/环己酮/二氯甲烷/1,4-二氧六环(v/v/v/v=1:1:1:1)混合溶剂中,在100℃下反应22h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份甲基丙烯酸丙炔酯溶解在400份甲苯/异丙醇(v/v=1:1)中,制成浓度为2.5%的甲基丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.8份含PDMS基大分子链转移试剂和0.08份AIBN,在氩气保护下,于100℃下反应17h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将PMDETA0.4份、星型亲水性均聚物18份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物24份、溴化亚铜0.48份、18份正丙醇、54份1,4-二氧六环混合,-20℃下除氧后,在130℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于200份四氢呋喃中,搅拌1小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在65℃下发生硅氢化反应24小时,得到无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
两亲性共聚物网络的抗拉强度为5.3MPa,断裂伸长率为140%,在正己烷中溶胀度为78%,在水中溶胀度为415%,在乙醇中溶胀度为560%,氧气透过率为775barrers,溶胶含量Sol=6.0%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例12得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例13
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在600份二氯甲烷中,得到三乙醇胺溶液,加入60份三乙胺,滴加95份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将Me6TREN 0.6份、星型ATRP小分子引发剂1.02份、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)22份、氯化亚铜0.083份、20份丁酮、30份正丙醇混合,-20℃下除氧后,在70℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、27份的质量百分比浓度为40%的KOH、90份丙酮以及0.09份甲基三辛酰基氯化铵于-10℃条件下混合,再依次加入25份的二硫化碳、30份三溴甲烷。在氮气保护下,于10℃反应15h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端羟丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、45份RAFT试剂、15份DCC及1.8份DMAP混合,并溶于450份正己烷/1,4-二氧六环/甲苯(v/v=1:1)混合溶剂中,在85℃条件下,反应20h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份丙烯酸丙炔酯溶解在450份四氢呋喃/异丙醇(v/v=1:1)中,制成浓度为2.2%的丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.9份含PDMS基大分子链转移试剂和0.09份BPO,在氮气保护下,于60℃下反应20h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将PMDETA0.2份、星型亲水性均聚物7份、疏水链段的嵌段共聚物12份、溴化亚铜0.2份、15份1,4-二氧六环、10份乙酸丁酯混合,-20℃下除氧后,在60℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于200份甲苯中,搅拌1小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在90℃下硅氢化反应36小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
两亲性共聚物网络的抗拉强度为3.9MPa,断裂伸长率为83%,在正己烷中溶胀度为58%,在水中溶胀度为240%,在乙醇中溶胀度为540%,氧气透过率为645barrers,溶胶含量Sol=5.7%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例13得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例14
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在650份THF中,得到三乙醇胺溶液,加入60份氢氧化钠,滴加80份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解、去离子水洗涤、干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将2’2-联吡啶0.8份、星型ATRP小分子引发剂0.78份,甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)20份、氯化亚铜1.02份、144份1,4-二氧六环混合,-20℃下除氧后,在80℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、6份的质量百分比浓度为60%的NaOH碱液、20份丙酮以及0.02份三甲基辛基硫酸铵于-13℃下混合,再依次加入6份的二硫化碳、30份二溴甲烷。在氩气保护下,于13℃反应3h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端氨丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、40份RAFT试剂、20份EDCI及2份DMAP混合,并溶于150份二氯甲烷中,在20℃下反应2h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份乙基丙烯酸丙炔酯溶解在180份四氢呋喃/异丙醇(v/v=1:1)中,制成浓度为5.55%的乙基丙烯酸丙炔酯溶液,投入1份含PDMS基大分子链转移试剂和0.010份AIBN,在氩气保护下,于65℃下反应22h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将PMDETA0.8份、星型亲水性均聚物11份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物50份、溴化亚铜0.7份、72份正丙醇、72份丁酮混合,-20℃下除氧后,在100℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于200份氯仿中,搅拌2小时后,加入50μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在70℃下硅氢化反应30小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
两亲性共聚物网络的抗拉强度为3.5MPa,断裂伸长率为68%,在正己烷中溶胀度为51%,在水中溶胀度为290%,在乙醇中溶胀度为440%,氧气透过率为685barrers,溶胶含量Sol=6.0%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例14得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
实施例15
(1)将三乙醇胺减压蒸馏得到精制的三乙醇胺,取10份精制的三乙醇胺溶解在400份二氯甲烷中,得到三乙醇胺溶液,加入60份氢氧化钠,滴加110份2-溴异丁酰溴,在冰水浴下反应4小时,除去冰水浴后,室温反应6小时,产物抽滤除去白色沉淀,除去溶剂,然后加入正己烷中溶解,去离子水洗涤,干燥24小时,得到末端带Br的星型ATRP小分子引发剂。
(2)将2’2-联吡啶0.8份、星型ATRP小分子引发剂0.78份、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)26份、氯化亚铜0.62份、70份丁酮混合,-20℃下除氧后,在70℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型亲水性均聚物。
(3)将10份的正十二烷基硫醇、9份的质量百分比浓度为50%的KOH、25份丙酮以及0.04份甲基三辛酰基氯化铵于-15℃下混合,再依次加入12份的二硫化碳、120份二氯甲烷。在氮气保护下,于15℃反应6h,得到S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯(RAFT试剂)。
(4)将10份端羟丙基聚甲基硅氧烷(Mn=4000)、30份RAFT试剂、30份DCC及1份DMAP混合,并溶于120份环己酮中,在90℃下反应6h,得到含PDMS基大分子链转移试剂。
(5)将10份丙烯酸丙炔酯溶解在200份甲苯/异丙醇/四氢呋喃(v/v/v=1:1:1)中,制成浓度为5%的丙烯酸丙炔酯溶液,投入0.6份含PDMS基大分子链转移试剂和0.06份BPO,在氮气保护下,于75℃下反应24h,得到含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物。
(6)将抗坏血酸钠0.4份、星型亲水性均聚物15份、含PDMS基和疏水链段的嵌段共聚物20份、无水硫酸铜0.4份、25份正丙醇、25份丁酮混合,-20℃下除氧后,在90℃下反应24小时,将混合物过中性氧化铝层析柱,所得的滤液蒸馏后除去大部分溶剂,采用50份无水乙醚沉淀,产物在50℃下真空干燥至恒重,得到星型两亲性共聚物。
(7)两亲嵌段共聚物网络的制备:将10份星型两亲性共聚物和1份PHMS溶解于5000份四氢呋喃中,搅拌1小时后,加入20μL的Karstedt催化剂,再搅拌4小时混合均匀,倒入聚四氟乙烯的圆形模具中,放入真空的加热烘箱中,在60℃下硅氢化24小时,得到一张无色透明的两亲嵌段共聚物网络。
两亲性共聚物网络的抗拉强度为4.2MPa,断裂伸长率为105%,在正己烷中溶胀度为20%,在水中溶胀度为460%,在乙醇中溶胀度为660%,氧透过率为500barrers,溶胶含量Sol=5.9%。
红外光谱图、AFM相图显示出实施例15得到了两亲性共聚物网络;SEM照片显示出两亲性共聚物网络为连续网络,网孔分布均匀(未图示)。
应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种两亲性共聚物网络,其由星型两亲性共聚物与硅氢化交联剂经交联而成,其中星型两亲性共聚物是由星型亲水性均聚物与含悬挂炔基的疏水性嵌段共聚物经化学反应而得的;该两亲性共聚物网络在正己烷中溶胀度为20~150%,在水中溶胀度为50-800%,在乙醇中溶胀度为400~1000%,氧透过率为500-1600Barrers。
2.根据权利要求1所述的两亲性共聚物网络,其特征在于,两亲性共聚物网络的溶胶含量不高于10%。
3.根据权利要求1所述的两亲性共聚物网络,其特征在于,两亲性共聚物网络的抗拉强度为2.5~8.5MPa。
4.根据权利要求1所述的两亲性共聚物网络,其特征在于,所述星型亲水性均聚物由选自下组的一种具有生物相容性的亲水性单体聚合而成:丙烯酰胺类单体、甲基丙烯酰胺类单体、丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体。
5.根据权利要求1所述的两亲性共聚物网络,其特征在于,所述疏水性嵌段共聚物由选自下组的一种疏水性单体与含PDMS基大分子链转移试剂共聚而成:丙烯酸丙炔酯、甲基丙烯酸丙炔酯、乙基丙烯酸丙炔酯。
6.一种制备根据权利要求1至5中任一项所述两亲性共聚物网络的方法,包括如下步骤:
1)通过ATRP制备星型亲水性均聚物,并对其进行叠氮改性;
2)通过RAFT制备含悬挂炔基的疏水性嵌段共聚物;
3)通过点击化学使步骤1)中得到的星型亲水性均聚物与步骤2)中得到的含悬挂炔基疏水性嵌段共聚物结合一起,形成星型两亲性共聚物;
4)使步骤3)中得到的星型两亲性共聚物与硅氢化交联剂发生固化交联反应,得到两亲性共聚物网络。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步:将三乙醇胺溶解于溶剂A中,得到三乙醇胺溶液,加入缚酸剂,缓慢滴加亲核取代试剂,在-10℃~80℃下反应3~24小时,纯化后得到三臂星型小分子引发剂;其中三乙醇胺、缚酸剂、亲核取代试剂的重量比为100:80-800:300-1200;
第二步:将配体A、第一步得到的三臂星型ATRP小分子引发剂、亲水性单体、溶剂B和第一催化剂混合,在惰性气氛下,在5~130℃下反应1~24h,纯化,得到亲水性三臂星型均聚物,其中配体A、三臂星型ATRP小分子引发剂、亲水性单体、溶剂B、和第一催化剂的重量比为100:60-320:2500-8000:2000-18000:9.6-380;
第三步:将正十二烷基硫醇、碱液、丙酮、催化剂A,在-15℃~15℃下混合,加入CS2、多卤代烷,反应1-20h,得到RAFT试剂S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〃-乙酸)三硫代碳酸酯;其中正十二烷基硫醇、碱液、丙酮、催化剂A、CS2、多卤代烷的质量比为100:30-300:100-1000:0.1-1:30-300:30-300;
第四步:将第三步得到的RAFT试剂、功能化聚甲基硅氧烷、羧酸活化剂、脱水剂、溶剂C混合,在10-100℃下反应2-24h,得到含PDMS(聚二甲基硅氧烷)基大分子链转移试剂;RAFT试剂、功能化聚二甲基硅氧烷、羧酸活化剂、脱水剂、溶剂C的重量比为100:10-500:50-200:5-20:500-5000;
第五步:将含PDMS基大分子链转移试剂、疏水单体、溶剂D和引发剂A混合,在惰性气氛下,在60-100℃下反应0.5-24h,得到疏水性嵌段共聚物;其中疏水单体、含PDMS大分子链转移试剂、引发剂A、溶剂D的质量比为100:0.1-10:0.01-0.1:200-5000;
第六步:将配体B、第二步得到的亲水性三臂星型均聚物、第五步得到的疏水性嵌段共聚物、溶剂E和第二催化剂混合,在惰性气氛下,在5~130℃下反应1~24h,纯化,得到两亲性三臂星型共聚物;其中配体B、亲水性三臂星型均聚物、疏水嵌段共聚物、溶剂E和第二催化剂的重量比为100:1000-10000:1000-8000:2500-18000:40-150;
第七步:将第六步所得的两亲性三臂星型共聚物与硅氢化交联剂溶解在溶剂F中,在存在第三催化剂的条件下,在60~110℃下交联反应8~36小时,得到两亲性共聚网络。后于加热板上于40-80℃下继续反应6-12h,直至溶剂F蒸干,成膜。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
第一步中所述的缚酸剂为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾或吡啶;
第一步中所述的亲核取代试剂为溴代酰溴或氯代酰氯;
第二步中所述的亲水性单体为丙烯酰胺类单体、丙烯酰胺类单体、丙烯酸酯类单体或甲基丙烯酸酯类单体;
第二步中所述的配体A为2’2-联吡啶Bpy、三-(N,N-二甲基氨基乙基)胺Me6TREN、五甲基二乙烯三胺PDMAETA、以及4-二甲基氨基吡啶DMAP中的一种或两种以上的混合物;
第二步中所述的第一催化剂为氯化亚铜、溴化亚铜或氯化亚铁;
第三步中所述的碱液为质量百分比浓度为40%-80%的NaOH溶液或KOH溶液;
第三步中所述的催化剂A为甲基三辛酰基氯化铵或三甲基丁基硫酸铵;
第三步中所述的多卤代烷为二氯甲烷、三氯甲烷、二溴甲烷、三溴甲烷中的一种;
第四步中所述的功能化聚甲基硅氧烷为端羟丙基聚甲基硅氧烷或端氨丙基聚甲基硅氧烷;
第四步中所述的羧酸活化剂为4-二甲氨基吡啶DMAP;
第四步中所述的脱水剂为二环己基碳二亚胺DCC、1-乙基-(3-二正烷基伯胺基丙基)碳二亚胺盐酸盐EDCI中的一种;
第五步中所述的疏水单体为丙烯酸丙炔酯、甲基丙烯酸丙炔酯、或者乙基丙烯酸丙炔酯。
第五步中所述的引发剂为偶氮二异丁腈AIBN、过氧化苯甲酰BPO、偶氮(4-氰基戊酸)ACVA中的一种;
第六步中所述的配体B为抗坏血酸钠、2’2-联吡啶Bpy、三-(N,N-二甲基氨基乙基)胺Me6TREN、五甲基二乙烯三胺PDMAETA、或者4-二甲基氨基吡啶DMAP。
第六步中所述的第二催化剂为无水硫酸铜;
第七步中所述的硅氢化交联剂为含氢聚硅氧烷PHMS。
第七步中所述的第三催化剂为Karstedt催化剂。
第七步的反应体系中两亲性三臂星型共聚物的初始浓度为2~50wt%,硅氢化交联剂的初始浓度为1~30wt%,第三催化剂的加入量为两亲性三臂星型共聚物重量的0.01~5%;
溶剂A、溶剂B、溶剂C、溶剂D、溶剂E、溶剂F各自为二氯甲烷、正己烷、1,4-二氧六环、环己酮、四氢呋喃、正丙醇、异丙醇、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸正丁酯、环己酮以及甲苯中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求1至5中任一项所述两亲性共聚物网络在医药领域中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,用于制备隐形眼镜、人工脏器、药物控制释放载体。
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Cited By (3)
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CN106496464A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-15 | 东华大学 | 一种紫外光固化防污型两亲性网络及其制备方法 |
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CN110591024A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 中山市杰事达精细化工有限公司 | 一种可交联聚丙烯酸酯类弹性体的制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100048818A1 (en) * | 2006-08-04 | 2010-02-25 | The University Of Akron | Amphiphilic grafts and co-networks and process for making same |
CN101663340A (zh) * | 2007-03-15 | 2010-03-03 | 聚合物技术集团公司 | 新型pdms-pvp嵌段共聚物 |
CN103739859A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 东华大学 | 一种两亲性共聚网络的制备方法 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100048818A1 (en) * | 2006-08-04 | 2010-02-25 | The University Of Akron | Amphiphilic grafts and co-networks and process for making same |
CN101663340A (zh) * | 2007-03-15 | 2010-03-03 | 聚合物技术集团公司 | 新型pdms-pvp嵌段共聚物 |
CN103739859A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 东华大学 | 一种两亲性共聚网络的制备方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106496464A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-15 | 东华大学 | 一种紫外光固化防污型两亲性网络及其制备方法 |
CN107754614A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-03-06 | 苏州大学 | 基于甲基丙烯酸丙炔酯多孔膜应用硫醇‑炔点击反应进行亲疏水转换的方法 |
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CN110591024A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 中山市杰事达精细化工有限公司 | 一种可交联聚丙烯酸酯类弹性体的制备方法 |
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