官能化聚硅氧烷的超分子自装及组装性能研究

摘要

基于分子间的非共价键相互作用而形成的超分子聚合物,与共价键聚合物相比,具有潜在的优势。聚有机硅氧烷由于其独特的结构,具有许多优良的性能,如低玻璃化转变温度,疏水性,润滑性,链的柔软性、高透气性、低表面能,化学生物相容性以及优良的热稳定性。利用有机硅作为结构基元,通过自组装技术可以构筑具有不同结构、形貌与用途的超分子体系。这已成为当今高分子化学与物理、材料学以及仿生学等领域非常活跃的前沿研究课题。稀土离子具有长的激发态寿命,并在可见光区有强的发射带,将稀土离子键合到聚硅氧烷骨架制成稀土聚合物发光材料,可以改善发光稀土配合物的应用性能,引起了人们的广泛关注。此外,基于氢键相互作用的有机硅超分子聚合物已成为当今研究的热点。
　　 本文以八甲基环四硅氧烷(D4)、四甲基二氢二硅氧烷(MHMH)为起始反应物,采用阳离子开环聚合法合成了α,ω-氢封端聚硅氧烷(HP)。通过硅氢加成反应和氨解反应制备了丙二酸二乙酯封端的聚硅氧烷(EP)和丙二酰胺封端的聚硅氧烷(MP),采用红外分析(IR),1H NMR,13C NMR等方法表征了这些化合物的结构。
　　 EP中的官能团丙二酸二乙酯具有β-二酮结构,能够敏化铕、铽离子发射。以丙二酸二乙酯封端的聚硅氧烷为基质,制备了发光性能良好的含稀土铕(发红光),铽(发绿光)的聚硅氧烷-稀土复合发光材料。含Eu3+和Tb3+离子的丙二酸二乙酯封端聚二甲基硅氧烷发光复合材料同时具有Eu3+和Tb3+离子的特征发射。研究表明通过调节Eu3+和Tb3+离子的比例,可以得到光可调的官能化硅氧烷发光复合材料。
　　 由于端基丙二酰胺间氢键作用,MP可以形成超分子聚合物。在本体中,用变温红外,DSC,POM等研究了MP的性质。结果表明MP具有温度响应性,且MP在130℃出现近晶A相结构。在溶液中,用TEM和SEM考察MP在溶液中的组装形貌,以及浓度和溶剂极性对组装行为的影响。研究结果表明MP在25 mg/10mL的乙醇溶液中形成球状聚集体,当浓度增加到50 mg/10mL,MP组装形成带状聚集体。然而MP在CHCl3/CH3OH(9:1)溶液中形成空心囊泡。