本發明專利技術涉及生物質多糖接枝聚合物鏈的方法，可用于制備以生物質多糖為主鏈、以聚合物為支鏈的接枝共聚物。以生物質多糖為主鏈、聚合物為支鏈，將聚合物支鏈通過接入接枝方式以共價鍵或者氫鍵作用連接到主鏈上。本發明專利技術提供的制備接枝共聚物的方法，反應條件溫和，操作簡便，工藝簡單并易于調控，可簡單有效地合成生物質多糖與聚合物的接枝共聚物，將生物質多糖與聚合物有機結合，并有效地調節聚合物支鏈的數目和長度，對材料分子結構及性能的可設計性強，有利于從調節微觀結構來調控宏觀性能與設計合成新材料。
【技術實現步驟摘要】
：本專利技術涉及生物質多糖接枝聚合物鏈的方法，可用于制備以生物質多糖為主鏈、以聚合物為支鏈的接枝共聚物。屬于高分子材料合成與制備領域。
技術介紹
：生物質多糖廣泛存在于玉米稈、麥子稈、稻稈、油料作物秸稈、豆類作物秸稈、雜糧作物秸稈、棉花稈等多種作物的莖稈中，是一種綠色廉價的可再生的生物質資源。我國作為農業大國，生物質資源十分豐富。生物質多糖應用廣泛，例如多糖可作為藥物載體使用，兼具一定的藥效；天然雜多糖改性作為綠色高效的油田鉆井液使用；還可用于天然水處理藥劑開發等領域。同時，多糖具備優良的血液相容性、組織相容性和免疫性，且能夠在生物體中酶解成易被活體吸收、無毒副作用的小分子物質，不會殘留在活體內，是一類生物降解吸收型生物醫用高分子材料。甲殼素、殼聚糖、淀粉和纖維素等多糖類天然高分子在固定化酶、藥物控釋載體、絮凝劑、人工透析膜、吸收縫合線、傷口涂敷料、人造皮膚等生物醫藥方面已有廣泛應用。但是淀粉、纖維素、木質素等天然高分子鏈間作用力較強，溶解性差，高溫下分解而不熔融，導致一定的應用局限性。通過共聚方法改性多糖材料，可改善它們的溶解性能和加工性，更重要的是可把不同材料的優點結合起來，賦予新材料特殊的性質。目前多糖的改性主要是多糖與聚醚和聚酯的共聚物。目前基于多糖和聚乙二醇的共聚物主要是以甲殼素/殼聚糖、纖維素作為主鏈，聚乙二醇作為支鏈的接枝共聚物，其合成方法主要是將聚乙二醇末端官能化，得到末端醛>基、羧基或異氰酸酯基的聚乙二醇大分子鏈，再與甲殼素/殼聚糖發生偶聯反應，參見Carbohydrate?Polymers1998,36,49-59、Carbohydrate?Polyymers?2001,46,323-330、Control?Release2001,76,349-362和European?Polymer?Journal2003，39，1515-1519。利用多糖結構單元中的羥基引發己內酯的開環聚合反應，可得到羥乙基纖維素或羥丙基纖維素或淀粉接枝聚己內酯的共聚物,參見高分子學報2002,4,509-514、北京科技大學學報2007,29,173-177、Biomacromolecules2007,8,1101-1108、Macromolecules2008,41,4405-4415和Carbohydrate?Polymers2010,81,213-218。合成樹脂和合成橡膠是高分子材料的重要組成部分，在國民生產和生活中得到了廣泛的應用。然而，采用聚烯烴和橡膠對多糖的接枝改性并未得到普遍應用。目前，主要通過多糖上羥基進一步官能化成為大分子引發劑，進一步引發乙烯基單體（如N-異丙基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸二烷基氨基乙酯、4-乙烯吡啶或苯乙烯）進行原子轉移自由基聚合，制備相應的接枝共聚物，參見Macromolecular?Chemistry?and?Physics2008,209,424-430、Polymer2009,50,211-217、Langmuir2010,26,8697-8703、Langmuir2010,26,18519-18525、Carbohydrate?Polymers2011,84,195-202、Carbohydrate?Polymers2012,88,290-298和Acta?Chemistry?Sinica2013,71,114-120。這種方法的應用具有一定的局限性，例如：支鏈的種類受限，僅為可進行原子轉移自由基聚合的單體形成的聚合物；需要預先對多糖進行官能團改性，使之能夠引發原子轉移自由基聚合；原子轉移自由基聚合反應過程中需要引入重金屬催化劑，價格比較昂貴，增加成本，且不利于產品的后處理提純。
技術實現思路
：本專利技術的目的是提供一種生物質多糖接枝聚合物鏈的方法。以生物質多糖為主鏈、聚合物為支鏈，將聚合物支鏈通過接入接枝方式以共價鍵或者氫鍵作用連接到主鏈上。所述的多糖為纖維素、淀粉、殼聚糖、甲殼素或木質素，其(指多糖)數均分子量（Mn）為2000～500000，優選多糖鏈段的數均分子量為3000～400000，更優選為5000～300000。所述的聚合物的數均分子量Mn為500～250000，優選為800～200000，更優選為1000～150000。所述的生物質多糖與聚合物接枝共聚物的接枝率（Ge，指主鏈接有支鏈的單元占所有主鏈單元的摩爾百分含量）通常為1%～95%，優選生物質多糖與聚合物接枝共聚物的接枝率為2%～90%，更優選3%～85%。本專利技術提供的生物質多糖接枝聚合物鏈的方法，通過多糖與末端官能化聚合物官能團之間的共價鍵或氫鍵作用實現接枝反應，可用于接枝共聚物的制備。具體步驟和條件如下：A：聚合物末端的官能化聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚異戊二烯、異丁烯-異戊二烯共聚物、丁二烯-異戊二烯共聚物、丁二烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物或丁二烯-苯乙烯共聚物；末端官能化基團包括氨基、羥基、羧基、磺酸基、醛基、環氧基或烯丙基鹵（-Cl或-Br）基。末端官能化聚合物為商業化產品，例如端羥基聚丁二烯、端羧基聚丁二烯、端氨基聚異丁烯，也可以由公知的合成方法得到所述的含羥基、羧基、胺基或磺酸基的聚乙烯或聚丙烯或聚苯乙烯端基官能化產物，或者含醛基、環氧基或烯丙基鹵（-Cl或-Br）基的聚異丁烯或異丁烯-異戊二烯共聚物的端基官能化產物，參見Polymer?Bulletin,1993,30,19-24、Journal?of?Polymer?Science,Part?A:Polymer?Chemistry,1990,28,89-104、Macromolecules2008,41,3832-3841;Polymer?Inernational.,2003,52,938-948和Progress?in?Polymer?Science2010,35,1195-1216。B：聚合物鏈的接枝反應將上述A步驟中末端官能化聚合物溶于極性溶劑中，通過官能團之間的相互作用（共價鍵作用或氫鍵作用）鍵接到多糖主鏈上，制得多糖與聚合物的接枝共聚物。末端官能化聚合物與多糖中羥基官能團的摩爾比為0.01～2.5，優選0.05～2.0，更優選0.08～1.5；作用溫度為0～120℃，優選5～100℃，更優選10～90℃；作用時間為0.2～60小時，優選0.5～50小時，更優選1～40小時。反應結束后，將反應液冷卻，抽濾，過濾掉不溶的固體，得到濾...
【技術保護點】
一種生物質多糖接枝聚合物鏈的方法，通過多糖與末端官能化聚合物官能團之間的共價鍵或氫鍵的相互作用實現接入接枝，用于接枝共聚物的制備。
【技術特征摘要】
1.一種生物質多糖接枝聚合物鏈的方法，通過多糖與末端官能化聚合
物官能團之間的共價鍵或氫鍵的相互作用實現接入接枝，用于接枝共聚物
的制備。
2.根據權利要求1的方法，其特征是：末端官能化聚合物包括末端官
能化的聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚異戊二烯、
異丁烯-異戊二烯共聚物、丁二烯-異戊二烯共聚物、丁二烯-異戊二烯-苯乙
烯共聚物或丁二烯-苯乙烯共聚物。
3.根據權利要求1的方法，其特征是：聚合物的末端官能化基團包括
氨基、羥基、羧基、磺酸基、醛基或烯丙基鹵基。
4.根據權利要求1的方法，其特征是：多糖為天然多糖、合成多糖或
部分乙?；亩嗵?，選自為纖維素、淀粉、殼聚糖、甲殼素或木質素。
5.根據權利要求1～4的任何一種方法，其特征是：將末端官能化聚合
物與多糖在極性溶劑中，通過官能團之間的共價鍵或氫鍵作用鍵接到多糖
主鏈上，末端官能化聚合物與多糖中羥基官能團的摩爾比0.01～2.5，溫度
為0～120℃，時間為0.2～60小時。
6.根據權利要求5的方法，其特征是：所述的極性溶劑為吡啶類、酰
胺類、亞...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳一弦，郭安儒，徐會超，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：北京;11
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。