聚甲基倍半硅氧烷的合成.doc

聚甲基倍半硅氧烷的合成

摘要：以HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=甲基三氯硅烷&ji=1"甲基三氯硅烷（CH3SiCl3）为主要原料、乙二胺为梯形控制剂,合成了聚甲基倍半硅氧烷,讨论了梯形控制剂、水解介质、催化剂、单体浓度、温度等因素对聚合物摩尔质量及结构规整性的影响,筛选出较佳的梯形控制剂和聚合条件。结果表明:nCH3SiCl3∶n乙二胺为1∶111,产物收率接近90%,水解时nCH3SiCl3∶nH2O为1∶15产物摩尔质量大,且规整性好；水解后,若以HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/detail.asp?productid=214472"四甲基氢氧化铵为催化剂、缩合反应温度为35℃时,若反应时间长,聚合物摩尔质量高、分布宽;反应时间短,则聚合物摩尔质量低、分布窄。若以酸作催化剂、缩合反应温度为80℃时,聚合物摩尔质量较低、分布也较窄。

关键词：聚甲基倍半硅氧烷,梯形控制剂,甲基三氯硅烷,乙二胺

聚合物的耐热性与其分子结构密切相关。一般而言,聚合物随其主链由单链→双链→片状→三维网状结构变化,其耐热性逐渐增加。以SiO键为主链的有机硅高分子,由于主链结构
和取代基的不同,其耐热性有较大的差别。通常将nSi∶nO=115的聚硅氧烷称为聚有机倍半硅氧烷或梯形聚有机硅氧烷,分子通式为:式中,R、R′为烷基或苯基,可以相同;n为聚
合度。

聚有机倍半硅氧烷因具有优良的耐热、绝缘性而备受人们关注。1960年,JFBroun首先报道了梯形聚苯基倍半硅氧烷的合成[1];但关于梯形聚甲基硅氧烷的报道却很少[2～4],因为梯形聚甲基硅氧烷摩尔质量均不够高,没有很大的实用价值,且所用的溶剂有毒,价格昂贵,难于工业化生产。我们以甲基三氯硅烷(CH3SiCl3)为主要原料,HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=丙酮&ji=1"丙酮和二甲苯为溶剂,研制出具有可溶性、摩尔质量高、分布窄的聚甲基倍半硅氧烷。采用红外分析等测试方法,对聚合物分子结构进行分析,结果与预期相符。

1实验

111主要原料

甲基三氯硅烷(CH3SiCl3):工业级,蓝星星火有机硅厂;丙酮:CP,武汉市中南化学试剂厂;二甲苯:CP,郑州市化学试剂三厂;乙二胺:CP,武汉化学试剂厂;盐酸:CP,江西化学试剂厂。

主要仪器

凝胶渗透色谱（JAI/GPC）仪：LC-10,聚苯乙烯HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=凝胶柱&ji=1"凝胶柱,日本分析工业株式会社;红外
光谱仪:Speccorp75-IR,德国CorlZaissJena公司;核磁分析仪：JNMFx-100,美国JEOL
公司;HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=热分析仪&ji=1"热分析仪（DSC）：1090型,偶联DSC和TGA测量装置,DSC升温速度为20℃/min,
TGA升温速度为30℃/min,美国杜邦公司;X射线衍射仪：Dmax/3B,日本Rigakn公司。

113实验步骤

装有HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=冷凝器&ji=1"冷凝器(带有导管,通入盐酸吸收瓶)、温度计、150mL滴液漏斗和电磁搅拌器的250mL三口瓶中,加入50mL丙酮,用冰盐水冷却至0℃后,加入1315g（0109mol）CH3SiCl3,滴加25mL丙酮和6mL（0109mol）乙二胺,控制滴加速度,使温度保持在0～5℃;滴加完毕,于0℃下滴加25mL水及016mL浓盐酸（体积分数3615%）的混合溶液,再加入38mL二甲苯,在室温搅拌30min后,加热至70～80℃,保温6h;冷却后,用分液漏斗除去下层的丙酮,在80～90℃下蒸出水及残余丙酮。然后在酸性(pH值为3～315)或碱性（8～9）条件下反应3～24h,水洗至中性,在HYPERLINK"http://www.sepu.net/product/list.asp?proclass=0&keyword=真空干燥箱&ji=1"真空干燥箱中抽干溶剂,产物为微黄色至白色固体。

2结果与讨论

合成条件的选择

21111梯形控制剂的选择

要合成摩尔质量高、规整性好的聚甲基倍半硅氧烷,梯形控制剂的选择十分重要