高性能聚硅氧烷树脂的制备及性能研究

摘要

聚硅氧烷兼具无机和有机的性能，且其侧链可以与乙烯基、苯基、甲基等相连。而这些侧链基团的种类和数量在很大程度上决定了聚硅氧烷的性质。在聚合物侧链中引入含硅苯并环丁烯基团可以明显改善其综合性能，尤其是热稳定性。本论文设计合成了不同乙烯基含量的聚甲基乙烯基硅氧烷和一种含硅苯并环丁烯单体——4-二甲基氢硅基苯并环丁烯（4-DMHSBCB），通过硅氢加成反应将后者引入到前者的侧链上，并对改性产物的热稳定性进行了研究。
　　以八甲基环四硅氧烷（D4）与1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷(D4vi)为聚合单体，利用四甲基氢氧化铵为催化剂，二甲亚砜为促进剂，采用阴离子开环聚合获得了具有不同乙烯基含量的一系列聚甲基乙烯基硅氧烷。傅里叶红外光谱（FT-IR）、凝胶渗透色谱（GPC）等测试结果表明聚合物分子量受催化剂添加量、终止剂种类和聚合单体摩尔比的影响：随催化剂比例的增加，分子量呈现增加的趋势；在三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二辛基二氯硅烷、1-氯辛烷这四种终止剂中，1-氯辛烷作为终止剂时所用催化剂添加量较少，聚合产物分子较高量且分子量分布也较窄；D4vi：D4=1:4时所得聚合产物分子量较高。
　　以4-溴苯并环丁烯（4-BrBCB）和二甲基一氯硅烷为原料，通过格氏反应得到了4-二甲基氢硅基苯并环丁烯。将该物质与D4vi单体和上述聚甲基乙烯基硅氧烷在Pt/C作为催化剂的情况下通过硅氢加成方式进行接枝反应，得到由含硅苯并环丁烯单体改性的环四硅氧烷和聚硅氧烷。核磁共振（1H-NMR）、热重（TG）、差示扫描量热（DSC）等测试结果表明：催化剂浓度、接枝单体浓度、聚合物分子量大小等均会影响接枝率，单体和聚合物的接枝率与热稳定性之间分别是线性和非线性的关系。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 概述

1. 1. 1 聚硅氧烷简介

1. 1. 2 聚甲基乙烯基硅氧烷简介

1.2 聚硅氧烷的常用合成方法

1. 2. 1 阴离子催化本体开环聚合反应

1. 2. 2 阳离子催化本体开环聚合反应

1.3 聚硅氧烷改性的研究

1. 3. 1 接枝反应

1. 3. 2 硅氢加成反应

1. 3. 3 开环聚合反应

1. 3. 4 缩聚反应

1. 3. 5 环氧改性聚硅氧烷

1.4 苯并环丁烯改性聚硅氧烷

1.5 本论文的研究目的及主要工作

2 线型聚硅氧烷的制备

2.1 引言

2.2 实验部分

2. 2. 1 试剂及原料

2. 2. 2 主要设备仪器

2.3 线型聚硅氧烷的合成

2. 3. 1 均聚物PVMS 的合成

2. 3. 2 共聚物PVDMS 的合成

2.4 结果与讨论

2 .4 .1 线型聚硅氧烷的红外表征

2. 4. 2 线型聚硅氧烷的凝胶渗透色谱表征

2.5 本章小结

3 聚硅氧烷的改性及性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3. 2. 1 试剂及原料

3. 2. 2 主要设备仪器

3. 2. 3 4-二甲基氢硅基苯并环丁烯单体的合成

3. 2. 4 线型苯并环丁烯接枝聚硅氧烷的合成

3.2.5 4-二甲基氢硅基苯并环丁烯接枝D4vi单体的硅氢加成反应

3. 2. 6 线型苯并环丁烯接枝聚硅氧烷的固化反应

3.3 结果与讨论

3. 3. 1 4-二甲基氢硅基苯并环丁烯接枝聚硅氧烷的红外表征

3. 3. 2 核磁表征

3. 3. 3 旋涂薄膜的成膜性能

3. 3. 4 接枝产物的热性能研究

3.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果