一氯甲基-七甲基環(huán)四硅氧烷的性質(zhì)及其應(yīng)用研究.pdf

1、碳官能基有機硅化合物(Carbon-Functional Organosilicon Compounds)是指在有機硅高分子中引入碳官能基，從而形成具有新的物理化學性質(zhì)的有機硅材料，無論在理論研究上還是實際工業(yè)生產(chǎn)中都有極其重要的價值。本論文通過在八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)甲基上引入鹵素氯，從而一步即合成了含碳官能基的有機硅化合物-一氯甲基-七甲基環(huán)四硅氧烷(以下以D4Cl代指，下文同)；進而通過氯在相轉(zhuǎn)移催化下，以相對溫和的條件引入羧基

2、、醚基等碳官能基團，改善有機硅氧烷的疏水性，制備兩親性化合物。對合成的D4C1的性質(zhì)進行了廣泛研究，進行了藥物固載、微乳液聚合，并且將含氯甲基官能基團的有機硅氧烷作為引發(fā)劑進行了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)。通過ATRP將有機硅和MMA共聚，有望應(yīng)用于有機硅橡膠的改性，提高力學性能。同時，有機硅的優(yōu)異性質(zhì)也被引入到碳聚合物中。全文包括： 首先，研究了D4Cl在濃硫酸催化下的陽離子本體開環(huán)聚合動力學，考

3、察了反應(yīng)溫度和催化劑濃度的影響，得到如下結(jié)論：(1)由反應(yīng)機理推導(dǎo)其動力學速率方程，測得聚合活化能為40.37kJ/mol；升高反應(yīng)溫度和催化劑濃度，能夠加速聚合反應(yīng)速率。但速率常數(shù)增加的趨勢隨著催化劑濃度的增加而減緩；(2)吸電子基團對硅氧烷的聚合速率影響明顯，與八甲基環(huán)四硅氧烷相比，在相同條件下，D4Cl的聚合速率降低，聚合活化能提高。 其次，考察了D4Cl中C-Cl鍵的反應(yīng)活性。在堿催化條件下，將5-氟尿嘧啶(Fluoro

4、uracil)藥物固載到聚(一氯代甲基-七甲基環(huán)四硅氧烷)上；在相轉(zhuǎn)移催化條件下，采用醋酸鉀、對溴苯酚和對羥基苯甲醛與D4Cl進行官能團取代反應(yīng)，并在堿存在下得到了相應(yīng)的聚合物。這就證明了D4Cl中C-Cl鍵具有一定的反應(yīng)活性。 再次，通過對D4Cl/CTAB/乙二醇/水體系相行為的研究，繪制了該體系的擬三元相圖，得到了微乳液區(qū)、液晶區(qū)、相分離區(qū)以及乳液區(qū)，在此基礎(chǔ)上選取微乳液區(qū)進行了D4Cl的微乳液聚合，得到了粒徑約50nm含

5、氯甲基的聚硅氧烷微球，將得到的微乳液進行消抑泡實驗，實驗結(jié)果令人非常滿意。 最后，根據(jù)D4C1以及單體MMA的特點，以D4C1單體和聚合之后的D4C1分別為引發(fā)劑，CuC1/bpy為催化劑，進行了MMA的懸浮原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)(ATRP)，制備了末端為有機硅氧烷環(huán)、MMA為鏈的聚合物和有機硅氧烷為主鏈、MMA為側(cè)鏈的蜈蚣形聚合物。兩種聚合物分子量均達80萬左右，分散系數(shù)在1.3-1.4之間。 本課題有如下幾方面的創(chuàng)新