CN117700588A - 聚合物、制备聚合物的方法和使用聚合物制备的聚氨酯 - Google Patents
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Abstract
提供了一种由化学式1表示的聚合物、制备该聚合物的方法以及通过使用该聚合物制备的聚氨酯，该聚合物具有约10g/mol至1000000g/mol的数均分子量和约1至约1.1的PDI，化学式1在化学式1中，R1、R2、X1、X2、Y1、Y2、k、m和n中的每个如在发明的详细描述中所限定的那样。
Description
技术领域
示例实施例涉及聚合物、制备该聚合物的方法和通过使用该聚合物制备的聚氨酯。
背景技术
由于聚合物的性质与其结构密切相关，因此合成具有完美限定的结构的聚合物是非常重要的。由于可逆失活自由基聚合(RDRP)(诸如以原子转移自由基聚合(ATRP)、可逆加成-断裂链转移(RAFT)等为例)可以在温和条件下由宽范围的单体进行，并且能够制备限定明确且结构复杂的聚合物材料，因此其最广泛地用于上述目的。
发明内容
一些示例实施例提供了一种在两端具有羟基的聚合物，该聚合物结构限定明确并且具有非常低的多分散指数。
一些示例实施例提供了一种由上述聚合物制备的聚氨酯。
一些示例实施例提供了一种制备该聚合物的方法。
根据一些示例实施例的聚合物由化学式1表示，并且具有10至1000000克/摩尔(g/mol)的数均分子量和约1至约1.1的多分散指数：
化学式1
在化学式1中，
R1和R2各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基、-RaORb-、-RaC(＝O)(NRc)Rb-、-Ra(NRc)Rb-、-RaPO2Rb-、-RaPO3Rb-、-RaPO4Rb-、-RaSO2Rb-、-RaSO3Rb-、-RaSO4Rb-或其组合，其中，Ra和Rb各自独立地为取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，并且Rc为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合，
X1和X2各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基或者卤素原子，
Y1和Y2各自独立地为氢、氘、卤素原子、羟基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C1至C30杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的环状C3至C30杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd、-RaPO2Rd、-RaPO3Rd、-RaPO4Rd、-RaSO2Rd、-RaSO3Rd、-RaSO4Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C3至C20亚环烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合，
m为0或1的整数，并且k为0或更大的整数，条件是如果m为0，则k也为0，并且
n为大于或等于1的整数，
条件是如果n为2或更大的整数，则由n表示的两个或更多个结构单元中的X1和Y1彼此相同或不同，并且
条件是如果k为2或更大的整数，则由k表示的两个或更多个结构单元中的X2和Y2彼此相同或不同。
制备根据上述实施例的聚合物的方法包括：在氮气气氛下搅拌由化学式11表示的化合物和由化学式12表示的化合物的混合物，同时照射可见光区域中的光，
化学式11
在化学式11中，
R1和R2各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基、-RaORb-、-RaC(＝O)(NRc)Rb-、-Ra(NRc)Rb-、-RaPO2Rb-、-RaPO3Rb-、-RaPO4Rb-、-RaSO2Rb-、-RaSO3Rb-、-RaSO4Rb-或其组合，其中，Ra和Rb各自独立地为取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，并且Rc为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合，并且
m为0或1的整数；
化学式12
在化学式12中，
X1为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基或者卤素原子，
Y1为氢、氘、卤素原子、羟基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C1至C30杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C3至C30杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd、-RaPO2Rd、-RaPO3Rd、-RaPO4Rd、-RaSO2Rd、-RaSO3Rd、-RaSO4Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C3至C20亚环烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，并且Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合。
根据另一实施例的聚氨酯通过使由化学式1表示的聚合物与混合物反应来制备，所述混合物包括由化学式4表示的多元醇和由化学式5表示的二异氰酸酯化合物，
化学式4
化学式5
在化学式4和化学式5中，
R4和R5各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C1至C30亚杂烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂烯基、取代或未取代的C2至C30亚环烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烯基、取代或未取代的C2至C30亚炔基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基或其组合，并且
化学式4中的p为1或更大的整数。
所述混合物还包括由化学式6和化学式7表示的化合物中的一种或更多种：
化学式6
HO-R6-OH
化学式7
H2N-R7-NH2
在化学式6和化学式7中，
R6和R7各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C1至C30亚杂烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C3至C30亚环烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂烯基、取代或未取代的C2至C30亚炔基、取代或未取代的C3至C30亚环炔基、取代或未取代的C2至C30亚杂炔基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基或其组合。
由化学式1表示的聚合物具有被羟基取代的两个末端和非常窄的分子量分布。因此，通过使用该聚合物制备的聚氨酯也具有窄的分子量分布和精确控制的结构，因此，它可以有利地应用于各种产业上有用的应用。
此外，由化学式1表示的聚合物在其合成期间不需要催化剂或引发剂，并且因此，不担心去除它们和/或由它们产生的副产物或不均匀的链增长。此外，聚合物可以通过在温和条件下使用可见光来制备，并且因此可以更安全且以更低的成本制造。
附图说明
图1至图3分别示出了示例1至示例3中制备的乙烯基多元醇的MAALS-GPC测量结果。
图4示出了根据示例4以及对比示例1和对比示例2的聚氨酯的制备过程以及示出通过该制备过程制备的聚氨酯的化学结构的反应式。
图5是示出评价由示例4以及对比示例1和对比示例2中制备的聚氨酯制造的膜的机械性质的结果的曲线图。
图6示出了根据示例5和对比示例3的聚氨酯的制备过程以及示出通过该制备过程制备的聚氨酯的化学结构的反应式。
图7是示出评价由示例5和对比示例3中制备的聚氨酯制造的膜的机械性质的结果的曲线图。
图8示出了根据示例6的聚氨酯的制备过程以及示出由该制备过程制备的聚氨酯的化学结构的反应式。
图9是示出评价由示例6和示例7以及对比示例4中制备的聚氨酯制造的膜的机械性质的结果的曲线图。
图10示出了根据示例4以及对比示例1和对比示例2的膜的刮擦表面(左)，以及在60℃下加热2小时后的膜的表面(右)。
具体实施方式
在下文中，一些示例实施例将在下文中详细描述，并且可以由本领域的普通技术人员容易地执行。然而，发明构思可以以许多不同的形式体现，并且不将被解释为限于这里阐述的示例实施例。
如这里所使用的，当没有另外提供定义时，“取代的”指化合物的氢被卤素原子(F、Br、Cl或I)、羟基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基、酯基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1至C20烷基、C1至C20烷氧基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C30芳基、C7至C30芳基烷基、C2至C20杂芳基、C3至C20杂芳基烷基、C3至C30环烷基、C3至C15环烯基、C6至C15环炔基、C2至C20杂环烷基及其任意组合取代。
如这里所使用的，当没有另外提供具体定义时，“杂”指包括1个至3个选自N、O、S、P、Se和Si的杂原子的基团。
如这里所使用的，“烷基”例如指甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等。
如这里所使用的，“环烷基”指环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。
如这里所使用的，“芳基”指包括具有形成共轭的p轨道的环的所有元素的替代基，并且可以是单环、多环或稠合多环(例如，共享相邻碳原子对的环)官能团。
如这里所使用的，当没有另外提供定义时，“含氰基基团”指至少一个氢被氰基取代的单价基团，诸如C1至C30烷基、C2至C30烯基或C2至C30炔基。含氰基的基团还指二价基团，诸如由＝CRx'-(CRxRy)p-CRy'(CN)2表示的二氰基烯基，其中，Rx、Ry、Rx'和Ry'相同或不同，并且独立地为氢和C1至C10烷基中的一种，p为0至10(和/或1至10)的整数。含氰基基团的具体示例可以是二氰基甲基、二氰基乙烯基、氰基乙炔基等。
如这里所使用的，当没有另外提供定义时，“杂环”指包括至少一个杂原子的环，其中，杂原子可以是N、O、S、P、Se和Si中的一种，并且环可以是脂肪族环、芳族环或其稠合环(例如，稠合环状结构)。
如这里所使用的，当没有另外提供定义时，“其任何组合”指通过单键或C1至C10亚烷基彼此结合的至少两个取代基，或至少两个稠合取代基。
如这里所使用的，术语“5元芳族环”指具有共轭结构的5元环状基团(例如，C5芳基)或具有共轭结构的5元杂环基(例如，C2至C4杂芳基)。如这里所使用的，术语“6元芳族环”指具有共轭结构的6元环状基团(例如，C6芳基)或具有共轭结构的6元杂环基团(例如，C2至C5杂芳基)，但不限于此。芳族环可以包括5元芳族环或6元芳族环，但不限于此。
虽然在一些示例实施例的描述中可以使用术语“相同”、“相等”或“等同”，但是应当理解的是，可以存在一些不精确性。因此，当一个元件被称为与另一元件相同时，应当理解的是，该元件在预期的制造或操作公差范围(例如，±10％)内与所述另一元件相同。当术语“约(大约)”或“基本(基本上)”在本说明书中与数值结合使用时，意图的是，相关的数值包括在所陈述的数值附近的制造或操作公差(例如，±10％)。此外，当词语“约(大约)”和“基本(基本上)”与几何形状结合使用时，意图的是，不需要几何形状的精度，而是形状的宽容度在发明构思的范围内。此外，无论数值或形状是否被修饰为“约(大约)”或“基本(基本上)”，将理解的是，这些值和形状应被解释为包括在所陈述的数值或形状附近的制造或操作公差(例如，±10％)。当指定范围时，该范围包括其间的所有值，诸如0.1％的增量。
在下文中，描述了根据一些示例实施例的聚合物(在这里也可互换地称为新型化合物)。
根据一些示例实施例的聚合物由化学式1表示，聚合物的数均分子量为约10g/mol至1000000g/mol，并且其多分散指数在约1至约1.1的范围内：
化学式1
在化学式1中，
R1和R2各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基、-RaORb-、-RaC(＝O)(NRc)Rb-、-Ra(NRc)Rb-、-RaPO2Rb-、-RaPO3Rb-、-RaPO4Rb-、-RaSO2Rb-、-RaSO3Rb-、-RaSO4Rb-或其组合，其中，Ra和Rb各自独立地为取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，并且Rc为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合，
X1和X2各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基或者卤素原子，
Y1和Y2各自独立地为氢、氘、卤素原子、羟基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C1至C30杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的环状C3至C30杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd、-RaPO2Rd、-RaPO3Rd、-RaPO4Rd、-RaSO2Rd、-RaSO3Rd、-RaSO4Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C3至C20亚环烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合，
m为0或1的整数，并且k为0或更大的整数，条件是如果m为0，则k也为0，并且
n为大于或等于1的整数，
条件是如果n为2或更大的整数，则由n表示的两个或更多个结构单元中的X1和Y1彼此相同或不同，并且
条件是如果k为2或更大的整数，则由k表示的两个或更多个结构单元中的X2和Y2彼此相同或不同。
由式1表示的聚合物可以通过以下方法制备：该方法包括：在不使用催化剂或引发剂的情况下，在室温下的氮气气氛中的温和条件下照射可见光区域中的光的同时，搅拌由化学式11表示的化合物和由化学式12表示的化合物的混合物，
化学式11
化学式12
在化学式11和化学式12中，
R1、R2、X1、Y1和m与以上化学式1中所限定的相同。
可以将由化学式11表示的化合物(其可以是所谓的“链转移剂(CTA)”)暴露于可见光区域中的光以经由均裂形成“硫代羰基硫基(TCT)”基团以及R1或R2自由基，在均裂中，TCT基团与R1或R2基团之间的键断裂。以这种方式形成的自由基与形成由化学式12表示的单体的双键的电子自由基结合，因此，通过将衍生自由化学式12表示的单体的结构单元引入硫代羰硫基(TCT)基团与R1和/或R2基团之间，可以制备由化学式1表示的聚合物。因此，由化学式1表示的聚合物的k和/或n的数目可以通过由化学式12表示的单体的含量来确定。在这种情况下，由化学式12表示的单体可以仅由一种类型的单体构成，或者可以是两种或更多种类型的单体的混合物。当与包括多于一种类型的单体的混合物反应时，在由化学式1表示的聚合物中由“n”和/或“k”表示的每个结构单元中包括的X1和Y1以及/或者X2和Y2在每个结构单元中可以彼此相同或不同。
由化学式1表示的聚合物可以通过经由上述方法在上述范围内的数均分子量范围内聚合而具有约1至约1.1的非常窄的多分散指数。换句话说，聚合物可以制备成具有非常均匀的分子量分布。此外，聚合物可以在两端被羟基取代，因此，它可以有利地用作使用两端的羟基作为官能团的各种聚合反应中的原料。在这种情况下，由化学式1表示的聚合物可以包括除两端之外的剩余部分，因此，可以在没有任何变化的情况下保持聚合物内部的结构，因此，通过调节由n和/或k表示的结构单元及其含量，可以容易地制备具有所需性质或官能度以及所需平均分子量的各种聚合物。此外，由化学式1表示的聚合物中的结构单元的类型和/或含量可以通过以适当的量适当地选择由化学式12表示的单体来改变。
由化学式1表示的聚合物的数均分子量可以适当地调节，以在从约10g/mol至约1000000g/mol的范围内实现期望的效果。例如，聚合物的数均分子量可以为从约10g/mol至约1000000g/mol，例如，从约100g/mol至约1000000g/mol，从约500g/mol至约1000000g/mol，从约1000g/mol至约1000000g/mol，从约1500g/mol至约1000000g/mol，从约2000g/mol至约1000000g/mol，从约2000g/mol至约500000g/mol，从约2000g/mol至约300000g/mol，从约2000g/mol至约100000g/mol，从约2000g/mol至约50000g/mol，从约2000g/mol至约40000g/mol，从约2000g/mol至约30000g/mol，从约2000g/mol至约20000g/mol，从约2000g/mol至约15000g/mol，从约2000g/mol至约10000g/mol，从约2000g/mol至约8000g/mol，从约2000g/mol至约7000g/mol，从约2000g/mol至约5000g/mol，从约2500g/mol至约5000g/mol，从约2500g/mol至约4500g/mol或从约2500g/mol至约4000g/mol，并且不限于此。
由化学式1表示的聚合物可以具有约1至约1.1的多分散指数(PDI)，并且PDI可以进一步调节至更窄，例如在约1至约1.09、约1至约1.08、约1至约1.07、约1至约1.06、约1至约1.05、约1至约1.04、约1至约1.03、约1至约1.02或约1至约1.01的范围内，并且不限于此。
通常，不容易将聚合物的PDI控制在如上所述的窄范围内。然而，根据一些示例实施例的聚合物可以具有如上所述的窄范围的PDI。因此，根据一些示例实施例的聚合物可以具有一致地表现出用于形成聚合物的单体的性质的优点。
如下面将更详细描述的，两个末端都被羟基取代的由化学式1表示的聚合物可以通过与例如二异氰酸酯化合物反应而聚合成聚氨酯。在以这种方式制备的聚氨酯中，仅存在于由化学式1表示的聚合物的两端的羟基可以与异氰酸酯基团反应以形成氨基甲酸乙酯键，化学式1中表示为n和/或k的结构单元保持不变，并且结构单元可以形成聚氨酯中的软部分。
在化学式1和化学式11中，R1和R2可以各自独立地为取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基、-RaORb-、-RaC(＝O)(NRc)Rb-、-Ra(NRc)Rb-或其组合，其中，Ra和Rb可以各自独立地为取代或未取代的C1至C10亚烷基、取代或未取代的C3至C10亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基、取代或未取代的C2至C10亚杂芳基或其组合，并且Rc可以为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C6至C20芳基、取代或未取代的C2至C20杂芳基、取代或未取代的C1至C10酰基或其组合，并且不限于此。
在一个实施例中，R1和R2可以各自独立地为取代或未取代的C1至C15亚烷基、取代或未取代的C3至C10亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基、取代或未取代的C2至C10亚杂芳基、-RaC(＝O)(NRc)Rb-或其组合，其中，Ra和Rb可以各自独立地为取代或未取代的C1至C5亚烷基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基或其组合，并且Rc可以为氢、氘、取代或未取代的C1至C5烷基、取代或未取代的C3至C6环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C5烯基、取代或未取代的C2至C5炔基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C2至C10杂芳基、取代或未取代的C1至C10酰基或其组合，并且不限于此。
在化学式1中，X1和X2可以各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C20烷基或者卤素原子，例如，X1和X2可以各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C5烷基或者卤素原子，并且不限于此。
在化学式1中，Y1和Y2可以各自独立地为氢、氘、卤素原子、羟基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C6至C20芳氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C1至C10杂烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C20烯基、取代或未取代的C2至C10杂环烯基、取代或未取代的C2至C20炔基、取代或未取代的C6至C20芳基、取代或未取代的C3至C20杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd、-RaPO2Rd、-RaPO3Rd、-RaPO4Rd、-RaSO2Rd、-RaSO3Rd、-RaSO4Rd或其组合，其中，Ra可以为单键、取代或未取代的C1至C10亚烷基、取代或未取代的C3至C10亚环烷基、取代或未取代的C2至C10亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C10亚烯基、取代或未取代的C3至C10亚环烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，并且Rc和Rd可以各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C10烯基、取代或未取代的C2至C10环烯基、取代或未取代的C2至C10杂环烯基、取代或未取代的C2至C10炔基、取代或未取代的C3至C10环炔基、取代或未取代的C6至C20芳基、取代或未取代的C2至C20杂芳基、取代或未取代的C1至C10酰基、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C6至C20芳氧基、取代或未取代的C1至C10烷硫基、取代或未取代的C2至C10烯硫基、取代或未取代的C2至C10炔硫基或其组合，并且不限于此。
在一个实施例中，Y1和Y2可以各自独立地为氢、氘、卤素原子、羟基、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C6至C10芳氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C5烷基、取代或未取代的C3至C6环烷基、取代或未取代的C1至C5杂烷基、取代或未取代的C2至C5杂环烷基、取代或未取代的C2至C5烯基、取代或未取代的C2至C5杂环烯基、取代或未取代的C2至C5炔基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C3至C10杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-Ra(NRc)Rd、-RaC(＝O)(NRc)Rd或其组合，其中，Ra可以为单键、取代或未取代的C1至C5亚烷基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C2至C5亚杂环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基、取代或未取代的C2至C10亚杂芳基或其组合，并且Rc和Rd可以各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C10烯基、取代或未取代的C2至C10炔基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C2至C10杂芳基或其组合，并且不限于此。
从上述制备由化学式1表示的聚合物的方法可以看出，化学式1中的X1和Y1以及X2和Y2衍生自由化学式12的X1和Y1表示的官能团。因此，化学式12的X1和Y1可以与对化学式1中的X1和Y1所限定的官能团相同地限定。此外，如上所述，当制备由化学式1表示的聚合物时，可以使用由化学式12表示的一种类型或者两种或更多种类型的单体。在这种情况下，当通过包括由化学式12表示的两种或更多种类型的单体来制备聚合物时，化学式1中的X1和Y1以及X2和Y2在每个结构单元中可以相同或不同。此时，根据由化学式12表示的两种或更多种类型的单体中的每种的含量，可以确定由n或k表示的结构单元的含量。
在化学式1和化学式11中，m为0或1的整数，并且如果m为0，则化学式1中的k也为0。也就是说，由化学式11表示的化合物可以是分子中具有两个硫(S)原子的二硫代碳酸酯化合物，或者可以是分子中具有三个硫(S)原子的三硫代碳酸酯化合物。在化学式11中，当m为0时，由化学式11表示的化合物可以是二硫代碳酸酯化合物。在这种情况下，通过可见光区域中的光引起的化合物的均裂-裂解可以仅涉及连接到硫代羰基的碳的硫(S)原子与连接到该硫原子的R1之间的键，并且由化学式12表示的单体可以聚合到该键通过自由基键而裂解的部分。因此，当由化学式11表示的化合物的“m”为0时，由其制备的由化学式1表示的聚合物的“m”和“k”两者都可以为0。
同时，当化学式11中的“m”为1时，换句话说，即使当由化学式11表示的化合物是三硫代碳酸酯化合物时，也可以控制反应，使得化合物与由化学式12表示的单体之间的聚合反应可以仅在硫代(-S-)基团的一侧发生。这能够通过适当地选择由化学式11表示的化合物的R1和R2来实现。例如，通过适当地选择R1和R2使得仅在与三硫代碳酸酯的碳连接的硫(S)原子和与其连接的R1之间的键处发生相等的分解，可以使单体仅在与三硫代碳酸酯的碳连接的硫(S)原子和与其连接的R1之间聚合。通过该聚合反应，可以制备由化学式1表示的聚合物，其中，m可以为1，并且k可以为0。
由化学式11表示的化合物的示例可以在组1中例示，但它们不限于此：
组1
在组1中，“Et”表示乙基。
由化学式12表示的单体的示例可以是例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸双环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉、异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、叔辛基(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺、乙基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、甲基三甘醇(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双环戊烯二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二基二亚甲基二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、三甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、四氯苯(甲基)丙烯酸酯、2-四氯苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、四氢糠基(甲基)丙烯酸酯、四溴苯基(甲基)丙烯酸酯、2-四溴苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、2-三氯苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、三溴苯基(甲基)丙烯酸酯、2-三溴苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、丁氧乙基(甲基)丙烯酸酯、五氯苯基(甲基)丙烯酸酯、五溴苯基(甲基)丙烯酸酯等，并且不限于此。
例如，由化学式1表示的聚合物可以由化学式2表示：
化学式2
在化学式2中，
R2、X1、X2、Y1、Y2、k、m和n与以上化学式1中所限定的相同，
R3可以为取代或未取代的C1至C10亚烷基、取代或未取代的C2至C10亚烯基、取代或未取代的C2至C10亚炔基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基、取代或未取代的C3至C10亚杂芳基、-ReC(＝O)(NRc)Rf-或其组合，其中，Re和Rf可以各自独立地为单键、取代或未取代的C1至C5亚烷基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基或其组合，并且Rc可以为氢、氘、取代或未取代的C1至C5烷基、取代或未取代的C3至C6环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C5烯基、取代或未取代的C2至C5炔基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C2至C10杂芳基、取代或未取代的C1至C10酰基或其组合。
例如，在化学式2中，
X1和X2可以各自独立地为氢、氘或者取代或未取代的C1至C5烷基，
Y1和Y2可以各自独立地为氢、氘、氰基、取代或未取代的C1至C5烷基、取代或未取代的C3至C6环烷基、取代或未取代的C6至C10芳基、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd或其组合，其中，Ra可以为单键、取代或未取代的C1至C5亚烷基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基或其组合，并且Rc和Rd可以各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C2至C10杂芳基或其组合，并且不限于此。
在化学式2中，如在化学式1中那样，m可以为0或1，并且如果m为0，则k也为0，并且即使当m为1时，k也可以为0。由于这与针对由化学式1表示的聚合物及其制备方法所描述的相同，因此省略了详细描述。
由化学式1表示的聚合物也可以由化学式3表示：
化学式3
在化学式3中，
R1、R2、X1、X2、Y2、k、m和n与化学式1中所限定的相同，
Y3为氢、氘、卤素原子、氰基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C1至C30杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C3至C30杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd、-RaPO2Rd、-RaPO3Rd、-RaPO4Rd、-RaSO2Rd、-RaSO3Rd、-RaSO4Rd或其组合，其中，Ra可以为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C3至C20亚环烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，Rc和Rd可以各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合。
在化学式3中，
R1和R2可以各自独立地为取代或未取代的C1至C10亚烷基，
X1和X2可以各自独立地为氢或C1至C4烷基，
Y2和Y3可以各自独立地为氢、氘、卤素原子、氰基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C6至C20芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd或其组合，其中，Ra可以为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C6至C20亚芳基或其组合，并且Rc和Rd可以各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C6至C10芳基或其组合，并且不限于此。
在化学式3中，如在化学式1中那样，m可以为0或1，并且如果m为0，则k也为0，并且即使当m为1时，k也可以为0。由于这与针对由化学式1表示的聚合物及其制备方法所描述的相同，因此省略关于这一点的详细描述。
在一个实施例中，由化学式1表示的聚合物可以包括由化学式3-1至化学式3-5表示的聚合物，并且不限于此：
化学式3-1
化学式3-2
化学式3-3
化学式3-4
化学式3-5
在化学式3-1至化学式3-3中，n为1或更大的整数，并且
在化学式3-4和化学式3-5中，n和o各自为0或更大的整数，但n+o为大于或等于1的整数。
根据一些示例实施例的聚氨酯(PU)可以通过使用由化学式1表示的聚合物来制备。
聚氨酯由Otto Bayer在1937年首先开发，并且是最广泛使用的合成聚合物之一。聚氨酯由于其优异的耐化学性或耐磨性和对人体的低毒性而用于广泛的领域，诸如以服装、厨房用具、粘合剂、涂料等为例。
聚氨酯包括通过氨基甲酸酯(即，氨基甲酸乙酯链节)连接的结构单元，其通过异氰酸酯基团(-N＝C＝O)和羟基(-OH)的加成反应形成。结构单元包含衍生自含有异氰酸酯基团(-N＝C＝O)的化合物的硬链段和衍生自含有多个羟基的多元醇的软链段。多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇，它们分别由醚、酯或碳酸酯基团构成。硬链段和软链段的相分离行为根据多元醇的类型而变化，因此，可以通过适当选择多元醇来调节由其制备的聚氨酯的性质。
聚丙烯酸酯多元醇具有由碳原子构成的聚合物链，因此，它具有优异的耐化学性、耐UV性和耐水解性，并且具有能够通过各种官能团引入的优点。因此，聚丙烯酸酯多元醇可以用于控制聚合物的各种功能和性质，并且具有特定性质的聚氨酯可以通过使用聚丙烯酸酯多元醇来制备。
通常，聚丙烯酸酯多元醇可以通过包括乙烯基单体和羟烷基丙烯酸酯单体的混合物的自由基聚合来制备。在这种情况下，羟基官能团随机分散在制备的聚丙烯酸酯多元醇中。因此，通过使用如上所述的聚丙烯酸酯多元醇制备的聚氨酯含有不可控的交联网络，这使得难以实现聚氨酯的所需性能。
在这方面，重要的是合成仅在其两端具有羟基的聚丙烯酸酯多元醇，并且由其制备的聚氨酯可以是可以表现出聚氨酯的所需性能的创新材料。
为了实现这些目的，本发明人通过在不使用催化剂或引发剂的情况下使用可见光区域中的光合成了根据一些示例实施例的由化学式1表示的聚合物，该聚合物具有窄的分子量分布，几乎没有“死链”，并且在其两端具有两个羟基官能团。因此，通过使由化学式1表示的聚合物的至少一部分作为单体在聚氨酯聚合中反应，可以提供其中衍生自由化学式1表示的聚合物的部分形成聚氨酯的软链段的聚氨酯以及用于制备聚氨酯的方法。聚氨酯可以有效地发挥源自由化学式1表示的聚合物中包含的官能团的性质，因此，根据一些示例实施例的聚氨酯可以是可以表现出优异性质的材料。
根据一些示例实施例的聚氨酯可以通过使由化学式1表示的聚合物与由化学式5表示的二异氰酸酯化合物反应来制备：
化学式5
在化学式5中，
R5为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C1至C30亚杂烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂烯基、取代或未取代的C2至C30亚环烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烯基、取代或未取代的C2至C30亚炔基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基或其组合，并且不限于此。
由于由化学式1表示的聚合物是两端都被羟基取代的聚合物，所以该聚合物和由化学式5表示的二异氰酸酯化合物可以以1:1的摩尔比聚合。因此，根据一些示例实施例的聚氨酯可以由仅含有当量摩尔比为1:1的由化学式1表示的聚合物和由化学式5表示的二异氰酸酯的混合物制备。然而，根据一些示例实施例的聚氨酯也可以由除了该聚合物和二异氰酸酯之外还包括另外的二醇的混合物制备。二醇化合物可以由化学式4表示：
化学式4
在化学式4中，
R4为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C1至C30亚杂烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂烯基、取代或未取代的C2至C30亚环烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烯基、取代或未取代的C2至C30亚炔基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基或其组合，并且不限于此，并且
p为大于或等于1的整数。
通过进一步包括由化学式4表示的二醇，由其制备的根据一些示例实施例的聚氨酯可以发挥源自官能团和/或源自二醇化合物的结构单元的更多样和/或有益的效果。
由于由化学式4表示的二醇也具有在两端被取代的羟基，因此二醇和由化学式1表示的聚合物两者都可以与由化学式5表示的二异氰酸酯化合物的异氰酸酯官能团反应。因此，考虑到每种化合物或聚合物中包含的官能团和衍生自其的聚合物的性质，可以以适当的比例混合由化学式4表示的化合物和由化学式1表示的聚合物，以实现期望的目的。例如，由化学式4表示的化合物和由化学式1表示的聚合物可以以约1:99至约90:10，例如，约10:90至约90:10、约15:85至约85:15、约20:80至约80:20、约30:70至约70:30、约40:60至约60:40或约50:50的重量比提供，并且不限于此。
例如，由化学式4表示的二醇化合物可以包括由化学式4-1至化学式4-4表示的化合物：
化学式4-1
在化学式4-1中，每个n为大于或等于0的整数，并且
在化学式4-2至化学式4-4中，每个n为大于或等于1的整数。
例如，由化学式5表示的二异氰酸酯化合物可以包括由化学式5-1至化学式5-7表示的化合物，并且不限于此：
同时，当制备聚氨酯时，除了由化学式4和化学式5表示的化合物之外，可以进一步使用由化学式6表示的化合物和由化学式7表示的化合物中的一种或更多种来反应：
化学式6
HO-R6-OH
化学式7
H2N-R7-NH2
在化学式6和化学式7中，
R6和R7可以各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C1至C30亚杂烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C3至C30亚环烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂烯基、取代或未取代的C2至C30亚炔基、取代或未取代的C3至C30亚环炔基、取代或未取代的C2至C30亚杂炔基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基或其组合，并且不限于此。
如从化学式6和化学式7可以看出的，由化学式6表示的化合物是在两端具有羟基的二醇化合物，并且由化学式7表示的化合物是在两端具有氨基的二胺化合物。当制备根据一些示例实施例的聚氨酯时，由化学式6表示的化合物和由化学式7表示的化合物是扩链剂，其通过与聚氨酯的官能团进一步反应来延长通过包括由化学式1表示的聚合物、由化学式5表示的二异氰酸酯化合物和可选的由化学式4表示的二醇化合物的混合物的聚合反应制备的聚氨酯的链长。
例如，由于由化学式6表示的化合物在两端含有羟基，因此该化合物可以与通过由化学式1表示的聚合物、由化学式5表示的二异氰酸酯化合物和可选的由化学式4表示的二醇化合物的聚合反应制备的聚氨酯的未反应的异氰酸酯基团进一步反应，以产生另外的氨基甲酸酯(或氨基甲酸乙酯)链节。此外，由于该化合物在两端具有羟基，因此该化合物的各端可以与两种不同聚氨酯链的官能团反应以在两端产生氨基甲酸乙酯链节，由此制备的聚氨酯可以具有最初制备的聚氨酯的大约两倍的链长。
同时，由化学式7表示的化合物在两端含有氨基，并且氨基可以与聚氨酯的末端的未反应的异氰酸酯基团进一步反应以形成脲键。因此，当由化学式7表示的化合物作为扩链剂被包括并与聚氨酯进一步反应时，由化学式7表示的化合物的两端的每个氨基与两种不同的聚氨酯的未反应的异氰酸酯基团反应以形成脲键，因此，先前制备的聚氨酯在由化学式7表示的化合物的两端连接。因此，聚氨酯的链长可以变成最初制备的聚氨酯的大约两倍。此外，可以制备除氨基甲酸乙酯键之外还含有另外的脲键的聚氨酯脲。
此外，由化学式6表示的二醇化合物和由化学式7表示的二胺可以进一步被包括并反应以制备聚氨酯，并且在这种情况下，由化学式6表示的二醇化合物或由化学式7表示的二胺化合物可以与最初制备的聚氨酯的末端异氰酸酯结合以获得具有延长的链长的聚氨酯脲。
在制备聚氨酯中将使用的由化学式6表示的二醇和/或由化学式7表示的二胺的量可以通过考虑最终将制备的聚氨酯的分子量和/或包括在聚氨酯中的另外的官能团的类型来适当地确定。
由化学式6表示的二醇的示例可以包括由化学式8至化学式10中的任一个表示的化合物，并且不限于此：
化学式8
化学式9
化学式10
在化学式8至化学式10中，
R8至R10可以各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C1至C30亚杂烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C3至C30亚环烯基、取代或未取代的C2至C30亚炔基、取代或未取代的C3至C30亚环炔基、取代或未取代的C2至C30亚杂炔基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基或其组合，并且
在化学式8中，
R'可以为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C1至C30杂烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基或其组合。
由化学式6表示的化合物的具体示例包括以下组2中的化合物，并且不限于此：
组2
同时，聚氨酯可以与由化学式13表示的环氧氯丙烷反应，以用缩水甘油基取代至少一个末端：
化学式13
在一些示例实施例中，聚氨酯的两端都可以被缩水甘油基取代。当聚氨酯的两端都可以被缩水甘油基取代时，可以通过包括环氧开环剂等并使其反应来诱导两个聚氨酯链的另外的连接过程。在这种情况下，能够制备具有在常规环氧材料的情况下是不可能的各种功能和/或性质的聚合物。发明所属领域的技术人员可以在根据一些示例实施例的聚氨酯的一端或两端替换缩水甘油基。
在下文中，参照示例更详细地说明一些示例实施例。然而，示例实施例不限于这些示例。
示例
合成示例1：2-氰基-5-羟基戊基(2-羟基乙基)三硫代碳酸酯(羟基-CTA)(链转移剂)的合成
如反应方案1中所示地合成两端被羟基取代的链转移剂(CTA)，即，2-氰基-5-羟基戊基(2-羟基乙基)三硫代碳酸酯，
反应方案1
(1)化合物1(4,4'-偶氮双(4-氰基-1-戊醇))的合成
将硫酸肼盐(2.0g，15.4mmol)和5-羟基-2-戊酮(单体和二聚体的混合物，3.1g，30.8mmol)溶解在25mL去离子水(DI水)中，并在室温(r.t.)下向其加入氰化钾水溶液(2.0g，30.8mmol，14mL DI水中)持续1小时。在室温下搅拌反应物12小时后，在0℃下加入15％盐酸水溶液以将pH调节至2。然后，加入溴(4.5g，28.0mmol)并在0℃下搅拌3小时。然后，加入硫氢化钠水合物以去除残留的溴，用乙酸乙酯和水萃取有机物质，并在真空中去除溶剂。然后，通过使用硅胶柱(CH2Cl2/EtOAc(1/4:v/v))将其纯化，得到作为白色固体的反应方案1中表示为1的化合物(1.2g，产率31％)。
(2)化合物2(2-((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)乙烷-1-硫醇)的合成
将2-巯基乙醇(4.66g，59.4mmol)和咪唑(4.86g，71.28mmol)溶解在25mL无水二氯甲烷(DCM)中，并在0℃下向其加入叔丁基二甲基甲硅烷基氯溶液(10.75g叔丁基二甲基甲硅烷基氯溶液(TBMDSCl)，20mL 71.28mmol无水DCM中)。在室温下搅拌16小时后，用二氯甲烷和水萃取有机物质，并在真空中去除溶剂。然后，通过使用硅胶柱(CH2Cl2/己烷(1/3:v/v))将其纯化，得到作为透明液体的反应方案1中表示为2的化合物(11.4g，产率99％)。
(3)化合物3(双(((2-叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)乙基巯基硫代羰基)二硫化物)的合成
将制备的化合物2(2-((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)乙烷-1-硫醇，3.63g，18.9mmol)溶解在60mL水和15mL丙酮中，并在0℃下向其加入50％氢氧化钾(50％KOH水溶液，2.4mL)。然后，在室温下加入二硫化碳(3.0g，39.3mmol)，并在室温下搅拌30分钟。然后，加入甲苯基氯(对甲苯磺酰氯，1.77g，9.3mmol)并在室温下另外搅拌2小时。反应完成后，用二氯甲烷和水萃取有机物质，并在真空中去除溶剂。然后，通过使用硅胶柱(CH2Cl2/己烷(1/2，v/v))将其纯化，得到作为黄色液体的反应方案1中由3表示的化合物(3.79g，产率75％)。
(4)化合物4(2-((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)乙基(2-氰基-5-羟基戊基-2-基)三硫代碳酸酯)的合成
将制备的化合物3(双(((2-叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)乙基巯基硫代羰基)二硫化物(3)，2.84g，5.31mmol)和化合物1(4,4'-偶氮双(4-氰基-1-戊醇)(1)，1.5g，5.94mmol)溶解在60mL无水乙酸乙酯中，并在75℃下搅拌24小时。然后，在真空中去除溶剂并使用硅胶柱(EtOAc/己烷(1/2，v/v))纯化。得到作为反应方案1中由4表示的化合物的黄色液体(1.2g，产率60％)。
(5)2-氰基-5-羟基戊基(2-羟乙基)三硫代碳酸酯(羟基-CTA)的合成
将制备的化合物4(2-((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)乙基(2-氰基-5-羟基戊基-2-基)三硫代碳酸酯(4)，1.0g，2.63mmol)溶解在20mL无水乙醇中，并在0℃下加入氢氟酸水溶液(48-51％HF水溶液，2.0mL)。在室温下搅拌2小时后，通过加入5ml饱和碳酸氢钠(NaHCO3)水溶液终止反应。然后，用二氯甲烷和水萃取有机物，并在真空中去除溶剂。然后，通过使用硅胶柱(CH2Cl2/EtOAc(5/1，v/v))将其纯化，以得到最终产物，作为黄色液体的2-氰基-5-羟基戊基(2-羟基乙基)三硫代碳酸酯(0.66g，产率95％)。
示例1至示例3：具有窄分子量分布的乙烯基多元醇的合成
将合成示例1中制备的链转移剂羟基-CTA和乙烯基单体混合以反应，以产生根据一些示例实施例的由化学式1表示的聚合物，如反应方案2中所示：
反应方案2
在执行聚合反应之前，首先通过氧化铝柱去除将在聚合反应中使用的单体的抑制剂。然后，将用于聚合的每种单体和合成示例1中制备的链转移剂羟基-CTA以一定比例混合，并加入玻璃小瓶中。在这种情况下，如果需要，以1:1的与单体的体积比可选地注入溶剂。然后，用橡胶隔片和封口膜密封小瓶。之后，在搅拌的同时使用99.999％氮气去除氧气。然后，在室温下，在搅拌的同时，通过使用455nm波长的LED(发光二极管)(100mW/cm2)用光照射混合物。在一定时间段之后，通过1HNMR和MAALS-GPC(多角度光散射-凝胶渗透色谱)分析，分析每个聚合反应的转化率、产生的聚合物(乙烯基多元醇)的分子量和分子量分布(多分散指数)。结果示于下面的表1中。此外，图1至图3分别示出了示例1至示例3中制备的乙烯基多元醇的MAALS-GPC测量结果。
当测量MAALS-GPC时，使用折射率(RI)检测器、紫外-可见(UV-Vis)吸收检测器和多角度光散射(MAALS)检测器。UV-Vis吸收检测器在235nm和310nm的两个波长区域处进行检测。这些检测信号在图1和图2中表示为A235和A310。在MAALS检测器中，在各种角度之间检测在样品的竖直方向上散射的光，并且检测信号在图1和图2中表示为R90。对于示例3中制备的聚合物，仅使用RI检测器。
[表1]
如表1和图1至图3中所示，在不使用催化剂或引发剂而是通过使用可见光区域中的光的情况下，可以通过使用合成示例1中制备的链转移剂(羟基-CTA)和单体在室温下制备具有非常窄，例如小于或等于1.1，例如小于或等于1.05，或者小于或等于1.03的分子量分布的乙烯基多元醇。多元醇的转化率高，例如大于或等于约80％，例如大于或等于约83％，聚合的反应时间短，为小于或等于一天，或者小于或等于两天，并且聚合物的数均分子量是合适的。
示例4至示例6：具有窄分子量分布的聚氨酯的制备
在根据反应方案3进行聚氨酯的聚合反应之前，将示例1至示例3中制备的乙烯基多元醇干燥。具体地，将每个示例中制备的乙烯基多元醇和另外的多元醇添加到反应器中，并通过使用真空泵在100℃下在减压下保持1小时。然后，将反应器的温度降低至70℃，并将二异氰酸酯化合物和二月桂酸二丁基锡(DBTDL)催化剂溶解在待加入到反应器中的溶剂中以制备预聚物。反应2小时后，加入另外的溶剂，加入作为扩链剂的二醇化合物，反应再进行12小时。然后，通过FT-IR(傅里叶变换红外光谱)测量来确认反应完成，并通过GPC测量分析反应方案3中表示的聚氨酯的分子量和分子量分布。
反应方案3
根据每个示例的具体单体和反应条件以及由其制备的聚氨酯的分子结构如下。
(1)示例4以及对比示例1和对比示例2：聚氨酯的制备
使用示例2中制备的由丙烯酸正丁酯和羟基-CTA制备的乙烯基多元醇(h-PBA)(数均分子量为约3100g/mol)、聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)(Cas编号：25190-06-1，数均分子量为约1000g/mol)和作为二异氰酸酯化合物的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)(Cas编号：4098-71-9)作为起始原料，并使用甲苯作为溶剂。使用乙二醇(EG)(Cas编号：107-21-1)作为扩链剂，并且通过以PTMEG:h-PBA:EG:IPDI为0.95:0.05:2:3的摩尔比混合PTMEG、h-PBA、EG和IPDI进行聚合反应(示例4)。
同时，为了对比，在不使用h-PBA的情况下，使摩尔比为1:1:2的PTMEG:EG:IPDI(对比示例1)或摩尔比为1:2:3的PTMEG:EG:IPDI(对比示例2)进行相同的聚合反应以制备聚氨酯。
根据示例4以及对比示例1和对比示例2的聚氨酯的制备过程以及由其制备的聚氨酯的化学结构示于图4中，并且评价所制备的膜的机械性质的结果示于图5中。
通过示例和对比示例中制备的聚氨酯制造膜的过程如下。
首先，将甲苯加入到每个示例和对比示例中制备的聚氨酯，以制备20wt％的聚氨酯溶液，并将每种聚氨酯溶液倒入40mm(长)×40mm(宽)×10mm(深)的特氟隆模具中。将模具中的每种聚氨酯溶液在室温下干燥6小时，并在80℃下干燥24小时。然后，在60℃的真空烘箱中另外干燥24小时后，获得聚氨酯膜。
通过使用万能试验机(UTM)测试所获得的聚氨酯膜的机械性质。在这种情况下，聚氨酯膜的每个样品具有25mm(长)×5mm(宽)的矩形形状，并且厚度为约0.15mm至0.2mm。在室温下以500％/分钟的速度执行拉伸强度测试。
(2)示例5和对比示例3：聚氨酯的制备
使用与示例4相同的起始原料(即，相同的二醇化合物、相同的乙烯基多元醇、相同的二异氰酸酯化合物和相同的溶剂，以及不同的扩链剂二甲基乙二肟(DMG)(Cas编号：95-45-4))来制备聚氨酯。为了制备根据示例5的聚氨酯，将起始原料以PTMEG:h-PBA:DMG:IPDI为0.95:0.05:1:2的摩尔比混合。
为了制备根据对比示例3的聚氨酯，将除了h-PBA之外的起始原料以PTMEG:DMG:IPDI为1:1:2的摩尔比混合。
根据示例5和对比示例3的聚氨酯的制备过程和通过其制备的聚氨酯的化学结构示于图6中。此外，通过使用与针对示例4以及对比示例1和对比示例2所描述的方法相同的方法，由通过示例5和对比示例3制备的聚氨酯制备每个聚氨酯膜。评价制备的膜的机械性质的结果示于图7中。
(3)示例6和示例7以及对比示例4：聚氨酯的制备
使用通过使摩尔比为23:2的丙烯酸正丁酯和[4-(3-羟基丙氧基)苯基]苯基甲酮(BZP)(Cas编号：1351758-79-6)的混合物与羟基-CTA反应制备的乙烯基多元醇(h-PBA/BZP)(数均分子量约3500g/mol)、聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)(Cas编号：25190-06-1；数均分子量为约1000g/mol)和作为二异氰酸酯化合物的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)(Cas编号：4098-71-9)作为起始原料，并且使用甲苯作为溶剂。使用乙二醇(EG)(Cas编号：107-21-1)作为扩链剂。通过以PTMEG:h-PBA/BZP:EG:IPDI为0.95:0.05:2:3的摩尔比混合PTMEG、h-PBA/BZP、EG和IPDI进行聚合反应以制备聚氨酯(示例6)。在聚合反应之后，通过使用100mW/cm2的UV手动灯将345nm的光照射到根据示例6制备的聚氨酯20分钟来制备交联聚氨酯(示例7)。
作为对比示例4，在不使用h-PBA/BZP的情况下通过以PTMEG:EG:IPDI为1:2:3的摩尔比混合PTMEG、EG和IPDI来进行聚合反应(对比示例4)。
根据示例6的聚氨酯的制备过程和通过其制备的聚氨酯的化学结构示于图8中。此外，通过使用与示例4以及对比示例1和对比示例2所描述的方法相同的方法，由通过示例6和示例7以及对比示例4制备的聚氨酯制备每个聚氨酯膜。评价制备的膜的机械性质的结果示于图9中。
评价：聚氨酯的自修复能力的评价
通过使用示例4以及对比示例1和对比示例2中制备的聚氨酯膜进行划痕测试，并通过使用光学显微镜跟踪膜的修复过程。结果示于图10中。
具体地，通过使用切割器(009RD单边剃刀刀片)在每个聚氨酯膜的表面上形成约40μm厚的划痕(图10的左图)。将刮擦后的膜放置在载玻片上，并在加热板上加热至60℃并保持在60℃。约2小时后，通过光学显微镜拍摄膜的表面的图像并将其示出在图10的右侧。
如从图10可以看出的，根据示例4的聚氨酯膜的表面上的划痕(左)在低温下加热之后的一段时间内几乎消失(右)。相反，在与示例4相同的处理之后，根据对比示例2的聚氨酯膜的表面上的划痕(左)几乎保留(右)。根据对比示例1的膜的表面上的划痕(左)在一定程度上消失(右)，但比示例4的膜保留得多。从图10的结果，注意到的是，根据示例4的聚氨酯膜具有自修复效果。
通过上面描述的示例和对比示例，注意到的是，与根据对比示例的聚氨酯相比，根据一些示例实施例的由具有窄分子量分布的聚合物(乙烯基多元醇)制备的聚氨酯通过具有随着应力增大而增大或保持的拉伸应力而表现出提高的韧性。这种现象与常规聚氨酯中出现的拉伸应力与拉伸强度之间的反比关系相反。此外，虽然常规聚氨酯展现了自修复能力随着韧性提高而降低的趋势，但是根据一些示例实施例的聚氨酯膜展现出了高延展性，并且同时展现出了快速的自修复能力。
虽然已经结合目前被认为是实用的示例实施例描述了发明构思，但是将理解的是，发明构思不限于这些示例实施例。相反，发明构思旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (20)
1.一种由化学式1表示的聚合物，所述聚合物具有10g/mol至1000000g/mol的数均分子量和1至1.1的多分散指数：
化学式1
其中，在化学式1中，
R1和R2各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基、-RaORb-、-RaC(＝O)(NRc)Rb-、-Ra(NRc)Rb-、-RaPO2Rb-、-RaPO3Rb-、-RaPO4Rb-、-RaSO2Rb-、-RaSO3Rb-、-RaSO4Rb-或其组合，其中，Ra和Rb各自独立地为取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，并且Rc为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合，
X1和X2各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基或者卤素原子，
Y1和Y2各自独立地为氢、氘、卤素原子、羟基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C1至C30杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的环状C3至C30杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd、-RaPO2Rd、-RaPO3Rd、-RaPO4Rd、-RaSO2Rd、-RaSO3Rd、-RaSO4Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C3至C20亚环烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合，
m为0或1的整数，并且k为0或更大的整数，条件是如果m为0，则k也为0，并且
n为大于或等于1的整数，
条件是如果n为2或更大的整数，则由n表示的两个或更多个结构单元中的X1、Y1彼此相同或不同，并且
条件是如果k为2或更大的整数，则由k表示的两个或更多个结构单元中的X2、Y2彼此相同或不同。
2.根据权利要求1所述的聚合物，其中，在化学式1中，
R1和R2各自独立地为取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基、-RaORb-、-RaC(＝O)(NRc)Rb-、-Ra(NRc)Rb-或其组合，其中，Ra和Rb各自独立地为取代或未取代的C1至C10亚烷基、取代或未取代的C3至C10亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基、取代或未取代的C2至C10亚杂芳基或其组合，并且Rc为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C6至C20芳基、取代或未取代的C2至C20杂芳基、取代或未取代的C1至C10酰基或其组合，
X1和X2各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C20烷基或者卤素原子，并且
Y1和Y2各自独立地为氢、氘、卤素原子、羟基、取代或未取代的C1至C20烷氧基、取代或未取代的C6至C20芳氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C1至C10杂烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C20烯基、取代或未取代的C2至C10杂环烯基、取代或未取代的C2至C20炔基、取代或未取代的C6至C20芳基、取代或未取代的C3至C20杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd、-RaPO2Rd、-RaPO3Rd、-RaPO4Rd、-RaSO2Rd、-RaSO3Rd、-RaSO4Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C10亚烷基、取代或未取代的C3至C10亚环烷基、取代或未取代的C2至C10亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C10亚烯基、取代或未取代的C3至C10亚环烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，并且Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C10烯基、取代或未取代的C2至C10环烯基、取代或未取代的C2至C10杂环烯基、取代或未取代的C2至C10炔基、取代或未取代的C3至C10环炔基、取代或未取代的C6至C20芳基、取代或未取代的C2至C20杂芳基、取代或未取代的C1至C10酰基、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C6至C20芳氧基、取代或未取代的C1至C10烷硫基、取代或未取代的C2至C10烯硫基、取代或未取代的C2至C10炔硫基或其组合。
3.根据权利要求1所述的聚合物，其中，在化学式1中，
R1和R2各自独立地为取代或未取代的C1至C15亚烷基、取代或未取代的C3至C10亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基、取代或未取代的C2至C10亚杂芳基、-RaC(＝O)(NRc)Rb-或其组合，其中，Ra和Rb各自独立地为取代或未取代的C1至C5亚烷基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基或其组合，并且Rc为氢、氘、取代或未取代的C1至C5烷基、取代或未取代的C3至C6环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C5烯基、取代或未取代的C2至C5炔基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C2至C10杂芳基、取代或未取代的C1至C10酰基或其组合，
X1和X2各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C5烷基或者卤素原子，并且
Y1和Y2各自独立地为氢、氘、卤素原子、羟基、取代或未取代的C1至C10烷氧基、取代或未取代的C6至C10芳氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C5烷基、取代或未取代的C3至C6环烷基、取代或未取代的C1至C5杂烷基、取代或未取代的C2至C5杂环烷基、取代或未取代的C2至C5烯基、取代或未取代的C2至C5杂环烯基、取代或未取代的C2至C5炔基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C3至C10杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C5亚烷基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C2至C5亚杂环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基、取代或未取代的C2至C10亚杂芳基或其组合，并且Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C10烯基、取代或未取代的C2至C10炔基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C2至C10杂芳基或其组合。
4.根据权利要求1所述的聚合物，其中，在化学式1中，m为0或1的整数，k为0，并且n为大于或等于1的整数。
5.根据权利要求1所述的聚合物，其中，由化学式1表示的所述聚合物包括由化学式2表示的聚合物：
化学式2
其中，在化学式2中，
R2、X1、X2、Y1、Y2、k、m和n与化学式1中所限定的相同，
R3为取代或未取代的C1至C10亚烷基、取代或未取代的C2至C10亚烯基、取代或未取代的C2至C10亚炔基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基、取代或未取代的C3至C10亚杂芳基、-ReC(＝O)(NRc)Rf-或其组合，其中，Re和Rf各自独立地为单键、取代或未取代的C1至C5亚烷基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基或其组合，并且Rc为氢、氘、取代或未取代的C1至C5烷基、取代或未取代的C3至C6环烷基、取代或未取代的C2至C10杂环烷基、取代或未取代的C2至C5烯基、取代或未取代的C2至C5炔基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C2至C10杂芳基、取代或未取代的C1至C10酰基或其组合。
6.根据权利要求5所述的聚合物，其中，在化学式2中，
X1和X2各自独立地为氢、氘或者取代或未取代的C1至C5烷基，
Y1和Y2各自独立地为氢、氘、氰基、取代或未取代的C1至C5烷基、取代或未取代的C3至C6环烷基、取代或未取代的C6至C10芳基、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C5亚烷基、取代或未取代的C3至C6亚环烷基、取代或未取代的C6至C10亚芳基或其组合，并且Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C6至C10芳基、取代或未取代的C2至C10杂芳基或其组合。
7.根据权利要求5所述的聚合物，其中，在化学式2中，m为1。
8.根据权利要求1所述的聚合物，其中，由化学式1表示的所述聚合物包括由化学式3表示的聚合物：
化学式3
其中，在化学式3中，
R1、R2、X1、X2、Y2、k、m和n与化学式1中所限定的相同，
Y3为氢、氘、卤素原子、氰基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C1至C30杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C3至C30杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd、-RaPO2Rd、-RaPO3Rd、-RaPO4Rd、-RaSO2Rd、-RaSO3Rd、-RaSO4Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C3至C20亚环烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合。
9.根据权利要求8所述的聚合物，其中，在化学式3中，
R1和R2各自独立地为取代或未取代的C1至C10亚烷基，
X1和X2各自独立地为氢或C1至C4烷基，
Y2和Y3各自独立地为氢、氘、卤素原子、氰基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C6至C20芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C6至C20亚芳基或其组合，并且Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C3至C10环烷基、取代或未取代的C6至C10芳基或其组合。
10.根据权利要求8所述的聚合物，其中，在化学式3中，m为1。
11.根据权利要求1所述的聚合物，其中，由化学式1表示的所述聚合物包括由化学式3-1至化学式3-5表示的聚合物中的至少一种：
化学式3-1
化学式3-2
化学式3-3
化学式3-4
化学式3-5
其中，在化学式3-1至化学式3-3中，n为大于或等于1的整数，并且
其中，在化学式3-4和化学式3-5中，n和o各自独立地为大于或等于0的整数，条件是n+o是大于或等于1的整数。
12.一种聚氨酯，所述聚氨酯通过使根据权利要求1所述的聚合物与混合物反应来制备，所述混合物包括由化学式4表示的二醇化合物和由化学式5表示的二异氰酸酯化合物，
化学式4
化学式5
其中，在化学式4和化学式5中，
R4和R5各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C1至C30亚杂烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂烯基、取代或未取代的C2至C30亚环烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烯基、取代或未取代的C2至C30亚炔基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基或其组合，并且
化学式4中的p为大于或等于1的整数。
13.根据权利要求12所述的聚氨酯，其中，由化学式4表示的所述二醇化合物包括由化学式4-1至化学式4-4表示的化合物中的至少一种：
其中，在化学式4-1中，每个n为大于或等于0的整数，并且
其中，在化学式4-2至化学式4-4中，每个n为大于或等于1的整数。
14.根据权利要求12所述的聚氨酯，其中，由化学式5表示的所述二异氰酸酯化合物包括由化学式5-1至化学式5-7表示的化合物中的至少一种：
15.根据权利要求12所述的聚氨酯，其中，所述混合物还包括由化学式6和化学式7表示的化合物中的一种或更多种：
化学式6
HO-R6-OH
化学式7
H2N-R7-NH2
其中，在化学式6和化学式7中，
R6和R7各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C1至C30亚杂烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C3至C30亚环烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂烯基、取代或未取代的C2至C30亚炔基、取代或未取代的C3至C30亚环炔基、取代或未取代的C2至C30亚杂炔基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基或其组合。
16.根据权利要求15所述的聚氨酯，其中，由化学式6表示的所述化合物包括由化学式8至化学式10表示的化合物中的至少一种：
化学式8
化学式9
化学式10
其中，在化学式8至化学式10中，
R8至R10各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C1至C30亚杂烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C3至C30亚环烯基、取代或未取代的C2至C30亚杂烯基、取代或未取代的C2至C30亚炔基、取代或未取代的C3至C30亚环炔基、取代或未取代的C2至C30亚杂炔基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基或其组合，并且
其中，在化学式8中，R'为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C1至C30杂烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基或其组合。
17.根据权利要求15所述的聚氨酯，其中，由化学式6表示的所述化合物包括在组2中表示的化合物中的至少一种：
组2
18.根据权利要求12所述的聚氨酯，其中，所述聚氨酯是具有两个末端的线性类型，其中，所述两个末端中的至少一个被缩水甘油基取代。
19.一种制备由化学式1表示的聚合物的方法，所述方法包括：在氮气气氛下搅拌由化学式11表示的化合物和由化学式12表示的化合物的混合物，同时照射可见光区域中的光，其中，由化学式1表示的所述聚合物具有10g/mol至1000000g/mol的数均分子量和1至1.1的多分散指数，
化学式11
其中，在化学式11中，
R1和R2各自独立地为取代或未取代的C1至C30亚烷基、取代或未取代的C3至C30亚环烷基、取代或未取代的C2至C30亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C30亚烯基、取代或未取代的C6至C30亚芳基、取代或未取代的C2至C30亚杂芳基、-RaORb-、-RaC(＝O)(NRc)Rb-、-Ra(NRc)Rb-、-RaPO2Rb-、-RaPO3Rb-、-RaPO4Rb-、-RaSO2Rb-、-RaSO3Rb-、-RaSO4Rb-或其组合，其中，Ra和Rb各自独立地为取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，并且Rc为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合，并且
m为0或1的整数；
化学式12
其中，在化学式12中，
X1为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基或者卤素原子，并且
Y1为氢、氘、卤素原子、羟基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、氰基、硝基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C1至C30杂烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C3至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C3至C30杂芳基、-RaORd、-RaC(＝O)ORd、-RaC(＝O)(NRc)Rd、-Ra(NRc)Rd、-RaPO2Rd、-RaPO3Rd、-RaPO4Rd、-RaSO2Rd、-RaSO3Rd、-RaSO4Rd或其组合，其中，Ra为单键、取代或未取代的C1至C20亚烷基、取代或未取代的C3至C20亚环烷基、取代或未取代的C2至C20亚杂环烷基、取代或未取代的C2至C20亚烯基、取代或未取代的C3至C20亚环烯基、取代或未取代的C6至C20亚芳基、取代或未取代的C2至C20亚杂芳基或其组合，并且Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1至C30烷基、取代或未取代的C3至C30环烷基、取代或未取代的C2至C30杂环烷基、取代或未取代的C2至C30烯基、取代或未取代的C2至C30环烯基、取代或未取代的C2至C30杂环烯基、取代或未取代的C2至C30炔基、取代或未取代的C3至C30环炔基、取代或未取代的C2至C30杂环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂芳基、取代或未取代的C1至C30酰基、取代或未取代的C1至C30烷氧基、取代或未取代的C6至C30芳氧基、取代或未取代的C1至C30烷硫基、取代或未取代的C2至C30烯硫基、取代或未取代的C2至C30炔硫基或其组合；并且
化学式1
其中，在化学式1中，
R1、R2、X1和m与化学式11和化学式12中所限定的相同，
X2与针对X1所限定的相同，条件是每个X1和X2彼此相同或不同，
Y2与针对Y1所限定的相同，条件是每个Y1和Y2彼此相同或不同，并且
k为大于或等于0的整数，n为大于或等于1的整数，条件是如果m为0，则k也为0。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述方法不使用催化剂。
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