嵌段共聚物制造技术

本发明专利技术涉及单体、用于制备嵌段共聚物的方法、嵌段共聚物及其用途。本发明专利技术的单体可形成嵌段共聚物，所述嵌段共聚物具有优异的自组装特性并且必要时任选地向其提供多种所需的功能。

Block copolymer

The present invention relates to monomers, methods for the preparation of block copolymers, block copolymers and their use. The monomer of the present invention can be formed into a block copolymer, which has excellent self assembling properties and optionally provides a plurality of desired functions to it.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种嵌段共聚物。
技术介绍
嵌段共聚物具有这样的分子结构：其中具有化学上彼此不同结构的聚合物亚单元通过共价键连接。嵌段共聚物能够通过相分离形成周期性排列的结构，例如球形、柱形或层状。通过嵌段共聚物的自组装而形成的结构的区域尺寸可在宽的范围内调节，并可制备多种形状的结构。因此，其可用于通过光刻的图案形成方法、多种磁记录介质或新一代纳米装置(例如金属点、量子点或纳米线)、高密度磁储存介质等。
技术实现思路
技术目的本申请提供了嵌段共聚物及其应用。技术方案除非另有定义，否则如本文中使用的术语“烷基”可指具有1至20个、1至16个、1至12个、1至8个、或1至4个碳原子的烷基。烷基可具有线性、支化或环状结构，并且可任选地被至少一个取代基取代。除非另有定义，否则如本文中使用的术语“烷氧基”可指具有1至20个、1至16个、1至12个、1至8个、或1至4个碳原子的烷氧基。烷氧基可具有线性、支化或环状结构，并且可任选地被至少一个取代基取代。除非另有定义，否则如本文中使用的术语“烯基或炔基”可指具有2至20个、2至16个、2至12个、2至8个、或2至4个碳原子的烯基或炔基。烯基或炔基可具有线性、支化或环状结构，并且可任选地被至少一个取代基取代。除非另有定义，否则如本文中使用的术语“亚烷基”可指具有1至20个、1至16个、1至12个、1至8个、或1至4个碳原子的亚烷基。亚烷基可具有线性、支化或环状结构，并且可任选地被至少一个取代基取代。除非另有定义，否则如本文中使用的术语“亚烯基或亚炔基”可指具有2至20个、2至16个、2至12个、2至8个、或2至4个碳原子的亚烯基或亚炔基。亚烯基或亚炔基可具有线性、支化或环状结构，并且可任选地被至少一个取代基取代。除非另有定义，否则如本文中使用的术语“芳基或亚芳基”可为衍生自以下的一价或二价取代基：包含一个苯环结构或者其中至少两个苯环以共享一个或两个碳原子或通过任选的连接基团连接的结构的化合物，或此化合物的衍生物。除非另有定义，否则芳基或亚芳基可为具有6至30个、6至25个、6至21个、6至18个、或6至13个碳原子的芳基。如本文中使用的术语“芳族结构”可指芳基或亚芳基。除非另有定义，否则如本文中使用的术语“脂环族结构”可指不为芳族环状结构的环状烃结构。除非另有定义，否则脂环族结构可为具有3至30个、3至25个、3至21个、3至18个、或3至13个碳原子的结构。如本文中使用的术语“单键”可指其中在相应位置没有原子的情况。例如，其中在由“A-B-C”表示的结构中“B”是单键的情况意指在“B”位置没有原子，并因此由“A-C”表示的结构通过“A”直接与“C”连接而形成。可任选地取代烷基、烯基、炔基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、烷氧基、芳基、亚芳基、链、芳族结构等的取代基可为羟基、卤原子、羧基、缩水甘油基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、硫醇基、烷基、烯基、炔基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、烷氧基或芳基，但不限于此。在一个实施方案中，可提供具有新结构且能够形成嵌段共聚物的如由下式1表示的单体。用于形成嵌段共聚物的单体由下式1表示：[式1]在式1中，R是氢或烷基，并且X是单键、氧原子、硫原子、-S(＝O)2-、羰基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、-C(＝O)-X1-或-X1-C(＝O)-。在上述中，X1可以是氧原子、硫原子、-S(＝O)2-、亚烷基、亚烯基或亚炔基，并且Y可以是包含与具有8或更多个成链原子的链连接的环状结构的一价取代基。在另一个实施方案中，在式1中，X可以是单键、氧原子、羰基、-C(＝O)-O-或-O-C(＝O)-；或者X可以是-C(＝O)-O-，但不限于此。在式1中，一价取代基Y包含由至少8个成链原子形成的链结构。如本文中使用的术语“成链原子”是指形成某一链的线性结构的原子。所述链可具有线性或支化结构；然而，成链原子的数目仅以形成最长直链的原子的数目计算。因此，在其中成链原子是碳原子的情况下，其他原子(例如与碳原子连接的氢原子等)不计入成链原子的数目。此外，在支链的情况下，成链原子的数目是形成最长链的原子的数目。例如，链为正戊基，所有的成链原子是碳原子且其数目为5。如果链是2-甲基戊基，所有的成链原子也为碳原子且其数目为5。成链原子可以是碳、氧、硫或氮等，并且合适的成链原子可以是碳、氧或氮；或者碳或氧。成链原子的数目可为8或更多、9或更多、10或更多、11或更多、或者12或更多。成链原子数可为30或更少、25或更少、20或更少、或者16或更少。当式1的化合物形成嵌段共聚物时，由于链的存在，嵌段共聚物可显示出优异的自组装特性。在一个实施方案中，链可为线性烃链，如线性烷基。在这种情况下，所述烷基可为具有8个或更多个、8至30个、8至25个、8至20个、或8至16个碳原子的烷基。烷基的至少一个碳原子可任选地被氧原子取代，并且烷基的至少一个氢原子可任选地被另外的取代基取代。在式1中，Y可以包含环状结构。链可与所述环状结构连接。由化合物形成的嵌段共聚物的自组装特性可由于环状结构得到进一步改善。环状结构可为芳族结构或脂环族结构。链可直接与环状结构连接或可通过连接基团与环状结构连接。作为连接基团，可例举如下：氧原子、硫原子、-NR1-、-S(＝O)2-、羰基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、-C(＝O)-X1-或-X1-C(＝O)-。在上述中，R1可以是氢、烷基、烯基、炔基、烷氧基或芳基，并且X1可以是单键、氧原子、硫原子、-NR2-、-S(＝O)2-、亚烷基、亚烯基或亚炔基，并且在上述中，R2可以是氢、烷基、烯基、炔基、烷氧基或芳基。合适的连接基团可以是氧原子或氮原子。例如，链可通过氧原子或氮原子与芳族结构连接。在这种情况下，所述连接基团可以是氧原子或-NR1-，其中R1可以是氢、烷基、烯基、炔基、烷氧基或芳基。在一个实施方案中，式1的Y可由下式2表示。[式2]-P-Q-Z在式2中，P可以是亚芳基，Q可以是单键、氧原子或-NR3-，其中R3可以是氢、烷基、烯基、炔基、烷氧基或芳基，并且Z可以是具有至少8个成链原子的链。在其中式1的Y是式2的取代基的情况下，式2的P可直接与式1的X连接。在式2中，合适的P可以是具有6至12个碳原子的亚芳基，例如亚苯基，但不限于此。在式2中，合适的Q可以是氧原子或-NR1-，其中R1可以是氢、烷基、烯基、炔基、烷氧基或芳基。作为式1的单体的合适的实施方案，可例举如下式1的单体：其中R是氢原子或烷基；或者氢原子或具有1至4个碳原子的烷基，X是-C(＝O)-O-且Y是式2的取代基，其中P是具有6至12个碳原子的亚芳基或亚苯基，Q是氧原子且Z是具有8个或更多个成链原子的链。因此，作为式1的单体的合适的实施方案，可例举下式3的单体。[式3]在式3中，R是氢原子或具有1至4个碳原子的烷基，X是-C(＝O)-O-，P是具有6至12个碳原子的亚芳基，Q是氧原子，并且Z是上述具有8个或更多个成链原子的链。本申请的另一个实施方案涉及用于制备嵌段共聚物的方法，包括通过使单体聚合形成嵌段的步骤。用于制备嵌段共聚物的具体方法没有特别限制，只要其包括通过使用上述单体形成嵌段共聚物的至少一个嵌段的步骤即可。例如，可使用单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌段共聚物，包含由式4表示的第一嵌段和含有芳族结构的第二嵌段，所述芳族结构具有至少一个卤原子：[式4]在式4中R是氢或具有1至4个碳原子的烷基，X是单键、氧原子、硫原子、‑S(＝O)2‑、羰基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、‑C(＝O)‑X1‑或‑X1‑C(＝O)‑，其中X1是氧原子、硫原子、‑S(＝O)2‑、亚烷基、亚烯基或亚炔基，以及Y是一价取代基，其包含与具有8个或更多个成链原子的链连接的环状结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.06 KR 10-2013-0151866;2013.12.06 KR 10-2011.一种嵌段共聚物，包含由式4表示的第一嵌段和含有芳族结构的第二嵌段，所述芳族结构具有至少一个卤原子：[式4]在式4中R是氢或具有1至4个碳原子的烷基，X是单键、氧原子、硫原子、-S(＝O)2-、羰基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、-C(＝O)-X1-或-X1-C(＝O)-，其中X1是氧原子、硫原子、-S(＝O)2-、亚烷基、亚烯基或亚炔基，以及Y是一价取代基，其包含与具有8个或更多个成链原子的链连接的环状结构。2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述X是单键、氧原子、-C(＝O)-O-或-O-C(＝O)-。3.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述X是-C(＝O)-O-。4.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述链包含8至20个成链原子。5.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述成链原子是碳、氧、氮或硫。6.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述成链原子是碳或氧。7.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述链为线性烃链。8.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述环状结构为芳族结构和脂环族结构。9.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其中所述Y的链通过连接基团与所述环状结构连接，所述连接基团是氧原子、硫原子、-NR1-、-S(＝O)2-、亚烷基、亚烯基或亚炔基，其中R1是氢、烷基、烯基、炔基、烷氧基或芳基。10.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，所述Y由下式2表示：[式2]-P-Q-Z在式2中P是亚芳基，Q是单键、氧原子或-NR3-，其中R3是氢、烷基、烯基、炔基、烷氧基或芳基，以及Z是具有8个或更多个成链原子的链。11.一种嵌段共聚物，包含由式5表示的第一嵌段和含有芳族结构的第二嵌段，所述芳族结构具有至少一个卤原子：[式5]在式5中R是氢或具有1至4个碳原子的烷基，X是-C(＝O)-O-，P是具有6至12个碳原子的亚芳基，Q是氧原子，以及Z是具有8个或更多个成链原子的链。12.根据权利要求1或11所述的嵌段共聚物，其中所述第二嵌段由下式8表示：[式8]在式8中X...

【专利技术属性】
技术研发人员：李济权，金廷根，朴鲁振，尹圣琇，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR