一种病毒状纳米材料及其光化学合成方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，尤其涉及病毒状纳米材料及其光化学合成方法。本发明专利技术提供了一种病毒状纳米材料的光化学合成方法，包括：将第二嵌段单体、多功能大分子RAFT试剂和光引发剂与选择性溶剂均匀混合，在引发光源下进行分散聚合诱导自组装，得到二嵌段共聚物纳米材料。其中第二嵌段单体包括丙烯酸酯类单体。本发明专利技术还提供了一种病毒状聚合物纳米材料。本发明专利技术提供了一种病毒状纳米材料及其光化学合成方法，能有效解决现有可见光引发聚合诱导自组装无法合成病毒状形貌聚合物纳米材料的技术问题。

A Viral Nanomaterial and Its Photochemical Synthesis

【技术实现步骤摘要】
一种病毒状纳米材料及其光化学合成方法
本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及病毒状纳米材料及其光化学合成方法。
技术介绍
具备特殊形貌的嵌段共聚物纳米材料一直是研究热门，聚合物纳米材料定义是尺寸中至少需存在一维度小于100nm，并且不同形貌(球形，囊泡，管状，甜甜圈形，向日葵状等)的聚合物纳米材料在生物治疗、药物输送、催化、生物工程等方面具有巨大的潜在应用价值。所以，发展能制备出特定形貌的嵌段聚合物纳米材料的方法是高分子学科的一个研究重点。近年来，聚合诱导自组装为制备出特定形貌的嵌段聚合物纳米材料提供了一个新的思路。而常见的通过聚合诱导自组装得到的嵌段共聚物的形貌只有球与囊泡，这种情况相对限制了共聚物的应用领域。可见光引发制备功能聚合物是目前高分子学科的一个研究热点，具有引发效率高、低能耗、所需温度低、光控制性质以及生物友好型等优点，目前已制备出了多种形貌的嵌段共聚物，为制备智能高分子提供了新的方法。综上所述，现有的可见光引发聚合诱导自组装合成嵌段共聚物的形貌而合成出病毒状形貌成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种病毒状纳米材料及其光化学合成方法，能有效解决现有可见光引发聚合诱导自组装无法合成病毒状形貌聚合物纳米材料的技术问题。本专利技术针对现有技术不足，主要目的是提供一种操作简便、稳定性高的病毒状纳米材料的光化学合成方法。该方法使用多功能RAFT试剂进行调介，为设计出新型形貌的聚合物纳米材料提供了新的设计思路。病毒状纳米材料在表面具有多触角的结构，在微观上可以有效进行颗粒表面改性，也可以应用于超疏水材料的制备。本专利技术的技术方案如下：在氮气氛围下将丙烯酸酯类单体、双丙酮丙烯酰胺的多功能大分子RAFT试剂、光引发剂和溶剂混合，在引发光源的照射下进行分散聚合反应，得到病毒状的二嵌段共聚物纳米材料；其中，多功能大分子RAFT试剂作为稳定剂和亲溶链段，进行RAFT光分散聚合，合成稳定的病毒状聚合物纳米材料。本专利技术的有益效果在于：本专利技术利用可见光引发RAFT分散聚合，以聚双丙酮丙烯酰胺(PDAAM)为多功能大分子RAFT试剂的结构，丙烯酸酯类单体为聚合单体，在溶剂中进行光引发聚合诱导自组装形成病毒状聚合物纳米材料。整个大分子RAFT试剂是一个稳定剂及亲溶剂链段，大分子RAFT试剂稳定性高且具有亲溶剂性。普通的聚合物形成后，再加入单体也无法继续增扩链，而本专利技术使用的大分子RAFT试剂可以再引发聚合形成共聚物。因此，本专利技术的光化学合成方法具备多种形貌，特别地具备病毒状形貌，可以在催化、超疏水、纳米反应器、生物医药等领域具有较好的应用前景。本专利技术采取的光引发方式，反应速率快，只需一小时就可以达到90％以上的单体转化率。本专利技术还可以应用于带功能团的单体聚合，为设计稳定的功能化聚合物提供了新的思路。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术提供的实施例2制备的病毒状聚合物纳米材料的透射电镜(TEM)图；图2为本专利技术提供的实施例2制备的病毒状聚合物纳米材料的透射电镜(SEM)图；图3为本专利技术提供的实施例3制备的病毒状聚合物纳米材料的透射电镜(TEM)图；图4为本专利技术提供的实施例3制备的病毒状聚合物纳米材料的扫描电镜(SEM)图；图5为本专利技术提供的实施例4制备的病毒状聚合物纳米材料的透射电镜(TEM)图；图6为本专利技术提供的实施例4制备的病毒状聚合物纳米材料的透射电镜(SEM)图；图7为本专利技术提供的实施例5制备的病毒状聚合物纳米材料的透射电镜(TEM)图；图8为本专利技术提供的实施例5制备的病毒状聚合物纳米材料的透射电镜(SEM)图；图9为本专利技术提供的三功能小分子RAFT试剂在氘代二甲基亚砜中的核磁氢谱图；图10为本专利技术提供的四功能小分子RAFT试剂在氘代氯仿中的核磁氢谱图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种病毒状纳米材料及其光化学合成方法，能有效解决现有可见光引发聚合诱导自组装无法合成病毒状形貌聚合物纳米材料的技术问题。下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本专利技术的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本专利技术的保护范围。其中，以下实例的原料均为市售或自制；实施例1本实施例公开了大分子RAFT试剂的合成路线，具体如下：合成大分子RAFT试剂，其结构如式2所示，结构式2具体制备方法为：双丙酮丙烯酰胺与多功能小分子RAFT试剂通过RAFT溶液聚合反应得到，其中多功能小分子RAFT试剂的结构式如式1：式1；式2，n为10-100的自然数，m为2-8的自然数；CORE是中心结点；本专利技术提供大分子RAFT试剂具体合成路线，步骤如下：向100mL的圆底烧瓶中加入双丙酮丙烯酰胺(20.0000g，118.1893mmol)、三功能小分子RAFT试剂(1.6812g，1.8760mmol)或四功能小分子RAFT试剂(1.5533g，1.4070mmol)，AIBN(0.1846g，1.1256mmol)，三聚甲醛(1.0652g，11.8189mmol)和二氧六环(46g)，搅拌均匀后取0.5mL样品，通入氮气20min后密封反应体系。将圆底烧瓶放入加热至70℃的油浴锅中加热搅拌，2h后使反应体系充分与空气接触并放入冰水中进行终止反应，再取0.5mL样品，通过核磁氢谱表征，以三聚甲醛作为内标确定转化率来确定实际链段聚合度。反应后用正己烷沉降，得到黄色固体。除去其余溶剂真空干燥，最终得到大分子RAFT试剂；实施例2本专利技术提供的病毒状聚合物纳米材料的第一种光化学合成方法，具体步骤如下：称取丙烯酸异冰片酯(IBOA，1g，4.8mmol)，三功能大分子RAFT试剂(0.0716g，0.0059mmol)，光引发剂二苯基(2，4，6-三甲基甲酰胺)氧化膦(0.0021g，0.0059mmol)置于25mL圆底烧瓶中，再加入乙醇/水混合溶剂(1.9834g/0.35g，85:15，w/w)充分搅拌至试剂完全溶解。在避光条件下保持持续20min的氮气通入，停止氮气通入后反应体系密封。在40℃水浴下避光保温10min，用LED灯(405nm，0.45mW/cm2)进行光照引发，1h30min后停止反应。所得产物的透射电镜(TEM)图与扫描电镜(SEM)图如附图1和附图2所示，均为病毒状形貌。实施例3称取丙烯酸异冰片酯(IBOA，1g，4.8mmol)，三功能大分子RAFT试剂(0.0708g，0.0064mmol)，光引发剂二苯基(2，4，6-三甲基甲酰胺)氧化膦(0.0021g，0.0059mmol)置于25mL圆底烧瓶中，再加入乙醇/水混合溶剂(1.9834g/0.35g，85:15，w/w)充分搅拌至试剂完全溶解。在避光条件下保持持续20min的氮气通入，停止氮气通入后反应体系密封。在40℃水浴下避光保温10min，用LED灯(405nm，0.45mW/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种病毒状纳米材料的光化学合成方法，其特征在于，包括：将第二嵌段单体、多功能大分子RAFT试剂和光引发剂与选择性溶剂均匀混合，在引发光源下进行分散聚合诱导自组装，得到二嵌段共聚物纳米材料。其中第二嵌段单体包括丙烯酸酯类单体。

【技术特征摘要】
1.一种病毒状纳米材料的光化学合成方法，其特征在于，包括：将第二嵌段单体、多功能大分子RAFT试剂和光引发剂与选择性溶剂均匀混合，在引发光源下进行分散聚合诱导自组装，得到二嵌段共聚物纳米材料。其中第二嵌段单体包括丙烯酸酯类单体。2.根据权利要求1所述的病毒状纳米材料的光化学合成方法，其特征在于，所述第二嵌段单体为丙烯酸酯类单体。3.根据权利要求1所述的病毒状纳米材料的光化学合成方法，其特征在于，所述多功能RAFT试剂的结构式：4.根据权利要求1所述的病毒状纳米材料的光化学合成方法，其特征在于，所述光引发剂包括(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基膦酸乙酯、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦或(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基膦酸钠中的一种。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭剑波，曾锐明，张力，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44