脒基聚硅氧烷酸敏凝胶化反应的研究

摘要

氨基聚硅氧烷主干链上的硅氧键可以灵活的转动，骨架灵活性非常高，其玻璃化温度比较低在-120℃左右，它的抗氧化性能非常好，可以应用在很多领域。但是其分子链之间的相互作用力比较小，延展性比较高，因此其粘度往往偏低，这在它的日常应用中往往会是一种缺陷。比如它的力学性能比较低，很难被制备成稳固的薄膜，因此需要对其进行改性比如交联。近年来，人们都在尝试改善它的这种不足，但过程都比较繁琐。于是，我们想到在其体系中引入静电力的作用，首先将其合成脒基聚硅氧烷，提高它的碱性，然后向脒基聚硅氧烷与氨基聚硅氧烷的混合体系中通入CO2，引入静电力的作用，形成一种CO2响应的凝胶，使其粘度与模量的性能大大提升;另外可以在其体系中引入有机羧酸，同样可以使其体系的粘度、模量等性能得到提升，若是有机羧酸为二元酸，相邻的两条聚硅氧烷主链可以通过羧脒盐桥链接在一起，形成交联网状的结构，在更大的程度上提高其分子间的作用力，提高它的流变学性能;进而我们想到可以在脒基聚硅氧烷的体系中引入光产酸，制备出一种具有光响应性的凝胶。
　　脒基/氨基聚硅氧烷混合体系中通入CO21h后，其粘度可以提高到105Pa·s，储能模量大大超过其损耗模量，表明其体系凝胶化的程度比较完全。脒基聚硅氧烷的粘度很低只有0.3Pa·s，加入单元羧酸生成脒基聚硅氧烷羧酸盐后，其粘度都得到了一定的增加，即使粘度最小的脒基聚硅氧烷丁酸盐，其粘度也是纯脒基聚硅氧烷的32倍，粘度最高的脒基聚硅氧烷乙酸盐的粘度提高到102Pa·s。总体来看，脒基聚硅氧烷单元羧酸盐的粘度均明显大于纯脒基聚硅氧烷，羧酸的链段越短，其粘度就越大。
　　脒基聚硅氧烷二元羧酸盐体系中，其粘度与模量均得到更大程度的提高，粘度性能最高的乙二酸盐其粘度可以提高到103-104Pa·s，储能模量可以到103Pa·s。总体来讲，脒基聚硅氧烷在加入二元酸以后，可以形成网状的交联体系，相比脒基聚硅氧烷单元酸体系，其粘度等流变学性能得到进一步提升。脒基聚硅氧烷二元酸盐体系中，其粘度与模量的性能不仅与羧酸主链的长度有关，同时与羧酸的分子构型有关，奇数碳原子的羧酸盐其粘度与模量往往比较低。
　　通过对CO2响应脒基聚硅氧烷凝胶体系与脒基聚硅氧烷羧酸盐体系的研究，进而我们开发出一种快速的光响应凝胶体系，其粘度与模量随着光照时间的延长逐渐增加，且光产酸的含量越多，其粘度与模量升高的速率就越快，最终得到凝胶的储能模量也越高。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 有机硅聚合物

1．3 聚硅氧烷的分类

1．4 氨基聚硅氧烷

1．4．1 氨基聚硅氧烷常见的制备方法

1．4．2 氨基聚硅氧烷特征量的测定

1．4．3 氨基聚硅氧烷的改性

1．4．4 氨基聚硅氧烷的应用

1．5 脒基化合物的研究

1．5．1 脒基化合物的结构

1．5．2 脒基金属螯合物的制备方法

1．5．3 脒基类化合物的应用

1．6．1 氨基类CO2响应聚合物体系

1．6．2 脒基类CO2响应聚合物体系

1．7 光产酸剂的研究

1．7．1 光产酸剂的种类

1．7．2 光产酸剂的应用

1．7．3 鎓盐类光产酸剂

1．8 聚合物凝胶

1．8．1 主客体识别型的超分子聚合物凝胶

1．8．2 金属络合型聚合物凝胶

1．8．3 氢键作用型聚合物凝胶

1．8．4 咪唑-羧酸相互作用型聚合物凝胶

1．9 本课题研究的目的以及主要内容

1．9．1 课题研究的目的

1．9．2 本课题主要内容与创新

第二章 实验原料、仪器以及方法

2．1 实验原料及仪器

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验仪器

2．2 结构表征与性能测试

第三章 脒基聚硅氧烷酸敏凝胶化反应

3．1 胺值的测定

3．2 脒基聚硅氯烷的合成方法

3．3 CO2响应脒基聚硅氧烷凝胶化反应

3．4 脒基聚硅氧烷与有机酸的反应

3．4．1 脒基聚硅氧烷与有机单酸反应

3．4．2 脒基聚硅氧烷与有机二元酸反应

3．5 光响应脒基聚硅氧烷凝胶化反应

3．6 结果与讨论

3．6．1 红外分析

3．6．2 核磁分析

3．6．3 差热扫描量热分析(DSC)

3．4．4 热失重分析(TGA)

第四章 脒基聚硅氧烷凝胶化体系的性能

4．1 脒基聚硅氧烷与CO2气体反应

4．1．2 CO2响应脒基聚硅氧烷凝胶的模量

4．2 脒基聚硅氧烷与有机羧酸反应

4．2．1 脒基聚硅氧烷与有机单酸体系

4．2．2 脒基聚硅氧烷与有机二酸反应产物的粘度和模量

4．2．3 氨基／脒基聚硅氧烷混合体系与有机酸反应

4．3 光响应脒基聚硅氧烷凝胶化反应

4．3．1 光响应脒基聚硅氧烷凝胶的粘度

4．3．2 光响应脒基聚硅氧烷凝胶的模量

4．4 溶胀性质

4．4．1 溶胀率

4．4．2 聚硅氧烷酸敏化凝胶的溶胀性能

4．5 压缩模量

第五章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介