关于聚乙烯基三苯乙炔基硅烷的制备及
热性能分析
近年来,含有芳炔基团的有机硅聚合物以其优良的光敏、导电、
耐高温等特性,引起了人们的广泛关注.该类树脂含碳量达90%以上,
热解残炭率极高.目前,该类单体的合成方法主要有偶合脱氢反应法、
亚铜化物法、有机锂法、格氏试剂法等,但由于操作工艺和原料价格
的影响,使得该类材料的研究与应用受到限制.在这4种合成方法中,
格氏试剂法可以简化合成工艺,降低合成成本,虽然产率不是很高,
但反应条件比较温和,没有严格的无水无氧限制,便于实验室研究与
工业应用.对于本文合成的乙烯基三苯乙炔硅烷,目前只检索到德国
学者采用络合催化剂法合成相应的结构并通过氢谱来证实产物的部
分结构,而对于其物理性能和化学性能没有作进一步的研究.目前人
们主要关注含硅芳炔单体及其聚合物的合成及其结构与性能之间的
关系,对其热分解相关性能关注较少.
本文以氯硅烷、苯乙炔为原料,镁带为催化剂,采用格式反应,
合成了乙烯基三苯乙炔基硅烷(VTPES),运用红外、核磁对合成产物
进行了结构分析,并通过热重分析法研究了该聚合物的热分解行为.
1实验
1
1.1实验原料及仪器
苯乙炔,CR,山东淄博汉王公司;镁条,AR,上海化学试剂有限
公司;乙烯基三氯硅烷,CR,安徽凤台淮河化工厂;四氢呋喃、盐酸,
AR,上海中试化工总公司;溴乙烷、无水氯化钙,AR,天津市大茂
工试剂厂;二甲基甲酰胺,AR,国药集团化学试剂有限公司;真空管
式炉,GSL1600X,合肥科晶材料技术有限公司;傅里叶变换红外光谱
仪,Spectrum100,美国PerkinElmer;热重分析仪,TG209F3,德国
Netzsch;傅立叶核磁共振谱仪,AvanceAV-400,瑞士布鲁克.
1.2实验单体及聚合物的制备单体的合成实验室自制
1.3结构及性能测试
单体PTPES红外测试采用KBr压片法;核磁测试用氘代氯仿为
溶剂,TMS为内标;热重分析是将聚合物PPTPES固体进行充分研磨
后过200目筛子,每次称量取相同质量,约6.0mg,升温速率分别取
5、10、20、40℃/min,氮气流量为40mL/min,升温范围为室温~
800℃.
2结果与讨论
2.1单体VTPES结构分析
单体VTPES的红外谱图,其中,主要特征峰对应的波数如下:2
919、2945、3057、1600、1491cm-1,1220和1026cm-1为苯环的
2
吸收振动峰,2160cm-1为C帒C的吸收峰,756cm-1为Si?C
的吸收峰.红外谱图中的3340~3250cm-1处没有吸收峰,说明苯
乙炔已经反应完全;506cm-1处没有出现尖锐的强峰,表明Si?Cl键
也已反应完全.
单体的氢谱,其中,化学位移6.33是CH?CH2上氢的位移,而化
学位移为7.35~7.59的峰是苯环上氢的化学位移.另外,乙烯基上
氢(m,3H,CH?CH2)、炔基相连苯环上邻位的氢(m,6H,PhH?C帒
C)以及与炔基相连苯环上非邻位上的氢(m,9H,PhH)对应的峰的