【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子聚合物纳米线制备，具体涉及一种长度可控得到聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线及其制备方法
技术介绍
1、超分子化学的进展为创造和构建从分子尺度的分子机械到超分子聚合物的一维或二维纳米结构，甚至宏观层面的材料等众多的合成构型提供了一个卓越的平台。同时，超分子聚合物的尺寸和形状可以通过单体选择、链结构设计和溶剂条件的变化(如溶剂混合物、ph值操纵、盐浓度和温度)进行控制。
2、含有共轭聚合物核形成嵌段的两亲性嵌段共聚物通常在溶液中进行组装，从而形成胶束，然而，对自组装过程的精确控制仍然是一个挑战。活性结晶驱动自组装是一种高效的种子生长策略，用于制备形态纯净的低分散性一维纤维、二维血小板，达到尺寸可控效果。此外，对于纳米线材料而言，精准地控制纳米线的长度，对于纳米线材料的物理、化学和机械性能的发挥具有重要作用，此外，如何控制纳米线的长度的一致性也是本领域的重大技术挑战。
3、本专利技术期望开发一种新的纳米线制备工艺以解决上述本领域技术挑战。
技术实现思路
1、本专利技术以镍络合物为催化剂，采用活性催化剂转移聚合法，通过一锅法合成了聚芴聚噻吩共轭聚合物。利用聚芴的结晶性能，结晶驱动自组装，可以形成长度可控、分散性窄的纳米线。
2、一方面，本专利技术一种长度可控的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物的结构式如下所示：其中m和n为使得所述嵌段共聚物对的数均分子量为1万至5万之间的正整数；所述嵌段共聚物经过退火处理后得到随退火温度上
3、优选的，所述退火温度范围为35-60℃。退火温度的范围较低，降低了控制的难度。
4、优选的，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的长度为60-2000nm。容易理解是，在此区间的任何长度均可实现，如70nm、80nm、100nm、200nm、500nm、1000nm、1500nm等。
5、优选的，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的多分散系数为lw/ln为1.01-1.04，其中lw表示重均轮廓长度，ln表示数均轮廓长度。纳米线的多分散系数靠近1，说明组装的一致性非常高，使得其最终获得的长度一致的纳米线，这对于纳米线的进一步开发利用具有重要的意义。此外，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物的分子量分布为1.1-1.3，也就是合成的聚合物的分子量分布也比较窄，这对于其后续能够合成具有一致性较高的纳米线奠定了基础。
6、另一方面，本专利技术提供了一种聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的制备方法，包括以下步骤：
7、s1、制备聚芴聚噻吩嵌段共聚物，其结构式如下所示：
8、其中m和n为使得所述嵌段共聚物对的数均分子量为1万至5万之间的正整数。
9、s2、将所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物溶解于四氢呋喃溶剂中。
10、s3、将步骤s2中溶解有聚芴聚噻吩嵌段共聚物的四氢呋喃溶液滴入混合溶剂中并静置一段时间后得到聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线种子前驱体溶液。
11、s4、将步骤s3中所述纳米线种子前驱体溶液超声处理，得到聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线种子溶液。
12、s5、将步骤s4中的纳米线种子溶液将35-60℃退火处理，退火处理后置于25℃下静置一段实现后，得到长度可控的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线。
13、优选的，所述混合溶剂由氯仿和甲醇组成，且氯仿和甲醇的体积比例为1:1。混合溶液的选择以及比例的选择对于纳米线的制备而言具有重要的意义。通过实验发现，体积比例为1:1的氯仿/甲醇混合溶剂对于制备纳米线种子前驱体溶液非常关键。
14、优选的，所述步骤5中的退火时间为0.5-2小时，步骤s3和步骤s5中的静置时间为2-4天。
15、优选的，步骤s4中的超声处理在0℃下进行，超声处理0.5小时。
16、优选的，所述步骤s1中的所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物的制备方法如下所示，其中c6h13为正己基，并包括以下步骤：
17、t1、将反应容器中加入芴单体、氯化锂和异丙基氯化镁，所述芴单体结构式如下所示，将反应容器抽真空后充入氮气至大气压，加入四氢呋喃溶剂，在-20℃下反应一段时间，加入镍络合物ni(acac)2/dppp，于0℃下反应一段时间，得到含有聚芴聚合物的溶液。
18、t2、在另一反应容器中加入噻吩单体和异丙基氯化镁，将反应容器抽真空后充入氮气至大气压，加入四氢呋喃溶剂，在室温下反应一段时间，得到如下所示的噻吩结构；然后加入步骤t1中的含有聚芴聚合物的溶液，室温下反应一段时间后经后处理作业后得到所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物。
19、
20、优选的，在所述步骤t2中的所述后处理作业为，在反应液中加入乙醚终止反应，将所得产物用乙醚洗涤4-5次，真空干燥至质量不变。
21、镍络合物ni(acac)2/dppp是高分子合成领域较为常用的催化剂，本专利技术采用的镍络合物催化剂ni(acac)2/dppp的合成方法包括以下步骤：取一个25ml聚合瓶,称取乙酰丙酮镍51.4mg,1,3-双(二苯基膦)丙烷84.1mg(配体＝dppp,ni(acac)2/dppp＝1/1.02),在氮气氛围下，加入10ml四氢呋喃,于室温下搅拌。
22、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案展现了以下有益效果。
23、本专利技术提供了一种长度可控的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，通过调整纳米线退火问题实现可以实现对纳米线在60-1000nm长度范围内的精确控制。此外制备的纳米线的多分散系数为1.01-1.04，即制备的纳米线的分散性窄，具有高度的一致性。因此本专利技术提供的技术方案可以用于制备长度可控、分散性窄的纳米线。通过精确控制纳米线的长度和一致性，可以优化其物理、化学和机械性能，因此长度可控且分散性窄的纳米线能够确保其发挥的性能的一致性和可预测性。
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1.一种长度可控的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，其特征在于，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物的结构式如下所示：
2.根据权利要求1所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，其特征在于，所述退火温度范围为35-60℃。
3.根据权利要求1所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，其特征在于，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的长度为70-2000nm。
4.根据权利要求1所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，其特征在于，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的多分散系数Lw/Ln为1.01-1.04，其中Lw表示重均轮廓长度，Ln表示数均轮廓长度；所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物的分子量分布为1.1-1.3。
5.如权利要求1-4所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的制备方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂由氯仿和甲醇组成，且氯仿和甲醇的体积比例为1:1。
7.根据权利要求5所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的制备方法，其特征在于，所述步骤5中的退火时间为0.5-2小时，步骤S3和步骤S5中的静
8.根据权利要求5所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的制备方法，其特征在于，步骤S4中的超声处理在0℃下进行，超声处理0.5小时。
9.根据权利要求5所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物的制备方法如下所示，其中C6H13为正己基，并包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的制备方法，其特征在于，在所述步骤T2中的所述后处理作业为，在反应液中加入乙醚终止反应，将所得产物用乙醚洗涤4-5次，真空干燥至质量不变。
...【技术特征摘要】
1.一种长度可控的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，其特征在于，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物的结构式如下所示：
2.根据权利要求1所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，其特征在于，所述退火温度范围为35-60℃。
3.根据权利要求1所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，其特征在于，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的长度为70-2000nm。
4.根据权利要求1所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线，其特征在于，所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的多分散系数lw/ln为1.01-1.04，其中lw表示重均轮廓长度，ln表示数均轮廓长度；所述聚芴聚噻吩嵌段共聚物的分子量分布为1.1-1.3。
5.如权利要求1-4所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的制备方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的聚芴聚噻吩嵌段共聚物纳米线的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：许磊，潘亚楠，叶陈晨，杜贤辉，
申请(专利权)人：淮北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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