經(jīng)巰基-雙鍵點擊反應設計合成含硅聚合物及性能研究.pdf

1、巰基-雙鍵反應是點擊化學反應的一種，具有反應速度快、定向選擇性高、反應條件溫和、反應適應性強等特點，已被廣泛應用于聚合物合成和功能化、表面改性、納米壓印材料、聚合物微球、涂層以及凝膠等。
　　 有機硅化合物是指至少有一個有機基團連接到硅原子的化合物。關于有機硅化學的研究是元素有機化學領域中發(fā)展最快的一支，特別是以此為基礎形成的有機硅材料，如硅油、硅橡膠、硅樹脂等，由于其具有耐高低溫、防潮、電氣絕緣、耐腐蝕、耐老化以及生理惰性等許

2、多獨特性能，為其他有機高分子材料所不能比擬和替代，因而被廣泛應用于航空航天、電子電氣、輕工、化工、紡織、機械、建筑、交通、能源、醫(yī)藥醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領域。目前功能化有機硅產(chǎn)品主要是通過硅氫加成反應來實現(xiàn)，但是這個反應存在著一些無法避免的缺點，如反應需要使用重金屬催化劑，這在工業(yè)生產(chǎn)上將是很大的成本壓力;同時重金屬催化劑的存在會影響有機硅產(chǎn)品在生物醫(yī)學領域的應用;反應需要在惰性氣體保護下進行，反應時間比較長;羰基、羧基、羥基等功能基團的存在會

3、影響催化劑的催化效果等。因此尋找一種快速有效、無重金屬催化劑的反應來制備有機硅聚合物是至關重要的。
　　 本文主要經(jīng)巰基-雙鍵反應設計合成有機硅聚合物及其性能研究，探索其作為一種制各有機硅材料的方法的可行性。
　　 1.以端基或側鏈為乙烯基的聚硅氧烷為原料，與帶有不同官能基團的巰基化合物通過巰基-雙鍵反應，快速有效地得到帶有羥基、羧基、酯基、硅烷氧基以及氨基酸等功能基團的聚硅氧烷，所得產(chǎn)物的結構通過紅外光譜、核磁共振以及

4、GPC進行表征，GPC測試結果表明在反應過程中沒有發(fā)生聚硅氧烷主鏈的斷裂和分子間的偶聯(lián)。TGA和DSC測試結果表明所得的功能化聚硅氧烷保持了硅氧烷優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)硅氫加成反應相比，這種方法反應速度快、不需要惰性氣體的保護、避免了復雜的保護/脫保護的過程，大大簡化了功能化聚硅氧烷的制各方法，同時由于實驗中所用的巰基或雙鍵化合物都是已經(jīng)商品化的產(chǎn)品，這為其工業(yè)生產(chǎn)提供了可能。最為重要的是在反應過程中沒有重金屬催化劑的引入，從而使得到的

5、功能化聚硅氧烷在生物醫(yī)學領域具有廣闊的應用前景。
　　 2.以巰丙基甲氧基硅烷為原料，通過格氏反應得到兩種超支化的單體:巰丙基甲基二烯丙基硅烷(AB2)和巰丙基三烯丙基硅烷(AB3)，單體結構通過紅外光譜、核磁共振、質譜和元素分析進行表征。以上述兩種單體為原料，通過巰基-雙鍵反應得到兩種超支化聚合物并對其外圍進行功能化研究，通過核磁共振、GPC和MALDI TOF MS來確定超支化聚合物的分子結構、分子量及其分布，產(chǎn)物的支化度通

6、過定量硅譜進行測定。實驗結果表明所得超支化聚合物的支化度分別為0.60和0.22，同時體系中由于硫元素的引入提高了所得超支化聚合物的折射率，分別達到1.5269和1.5286，并且硫醚鍵的引入不影響所得聚合物的熱穩(wěn)定性。由于所得到的超支化聚合物分子內含有硫醚鍵，可以作為一種潛在的重金屬吸附材料。
　　 3.以乙烯基三甲氧基硅烷為原料，水解得到八乙烯基倍半硅氧烷(POSS-Vi8)。以此為反應物，將其與帶有巰基的多官能基化合物在紫

7、外光下進行巰基-雙鍵加成反應，得到一系列多官能化的POSS化合物，所得化合物的結構通過紅外光譜、核磁共振、質譜、元素分析等進行表征。所得到的多官能化POSS化合物外圍有大量的功能化位點，因此可以作為催化劑或藥物的載體;同時也可以作為原料來制備以POSS為核的樹枝狀大分子或有機無機雜化材料。
　　 4.以高分子量的甲基乙烯基聚硅氧烷為生膠，氣相法白炭黑(TS-530)為補強填料，聚（巰丙基甲基）硅氧烷為交聯(lián)劑，安息香雙甲醚(DMP