本發(fā)明屬于有機高分子化合物及其制備,涉及一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂及其制備方法;本發(fā)明制備的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的熱學、電學、光敏性能優(yōu)良,適用于微電子工業(yè)、航天航空、以及國防等領域中作為高性能介電薄膜材料或封裝材料。
背景技術:
現(xiàn)有技術中,聚碳硅烷(polycarbosilane,簡稱pcs)是由si、c、h等元素形成的有機硅聚合物,分子鏈為線形或枝化結構,具有耐高溫(可達400℃以上)、低介電(介電常數(shù)可低至2.5)、耐吸濕等優(yōu)異的性能,是一類重要的碳化硅陶瓷前驅體(preceramicpolymers),在高性能陶瓷領域有著應用。超支化聚碳硅烷是聚碳硅烷的重要類型,由于其制備簡單、原料廉價易得而在陶瓷材料制備中有著重要應用,已有多個報道關于超支化聚碳硅烷的制備,例如:在us2007/0093587a1、us2007/0167599a1、cn102675649a、cn104177621a、[organometallics,1991,10(5),1336-1344]等文獻中用氯甲基三氯硅烷或部分甲氧基化的氯甲基氯硅烷為原料,制備超支化聚碳硅烷的報道。在這些報道中,制備出的超支化聚碳硅烷中的活潑官能基si-cl、或si-och3鍵化學不穩(wěn)定,最后轉化成si-ch3、si-ch2ch3、sih或sioh,以利于提高其陶瓷化率或其他應用,但這也限制了其在更大范圍內(nèi)的應用。超支化聚碳硅烷同樣具有高的耐熱性、低介電、良好的成膜性能等優(yōu)異的性能。這就使其在介電材料領域有著潛在的廣泛應用,如文獻:[acsappliedmaterials&interfaces,2012,4,2659-2663],報道了聚碳硅烷的就具有優(yōu)異的成膜性能和低的介電常數(shù)(2.5),但這類材料由于要合成二硅雜環(huán)丁烷這一中間體,產(chǎn)率較低,且其固化溫度較高,需要300℃-400℃,使其應用價值受限。
苯并環(huán)丁烯樹脂具有優(yōu)異的耐熱、介電、耐吸濕性、薄膜平整性等優(yōu)異性能,已有文獻中報道了多種苯并環(huán)丁烯有機硅聚合物及其制備方法,例如:us5882836、us5138081、zl201110367893.x、zl201110367900.6等報道了幾種聚硅氧烷型苯并環(huán)丁烯有機硅樹脂;文獻[journalofpolymerscience,parta:polymerchemistry,2011,49,381-391]、[polymer,2014,55,5680-5688]、[polymer,2015,66,58-66]等報道了一類聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂,均顯示了優(yōu)異的熱學、電學以及成膜等性能,但是以上材料的制備過程較為繁瑣、產(chǎn)率不高,且材料性能受制備工藝影響較大,這就大大限制了它們進一步廣泛應用。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術中的不足,提供一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂及其制備方法。本發(fā)明聚合物--可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂具有高度支化的可交聯(lián)單元,成膜性好,可光/熱交聯(lián),交聯(lián)后可形成一類高性能光/熱固性薄膜材料或者澆注成型材料;可通過調(diào)節(jié)聚合物中可交聯(lián)單元(如:可通過加入不同的鹵代試劑如溴丁烯、溴己烯、碘甲烷、溴乙烷、溴辛烷、氯丁烷、溴代十八烷等),引入不同量的交聯(lián)單元苯并環(huán)丁烯,以調(diào)節(jié)聚合物材料的力學性能等。本發(fā)明采用廉價易得的氯甲基三氯硅烷出發(fā),先經(jīng)過grignard(格氏)偶聯(lián)反應,加入4-溴代的苯并環(huán)丁烯,再加入對溴苯乙烯及(或)鹵代烷(或烯)烴,由“一鍋法”直接制備目標聚合物--可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂;本發(fā)明制備方法具有產(chǎn)率高,提純?nèi)菀?,聚合物結構性能可調(diào)等優(yōu)點。
本發(fā)明的內(nèi)容是:一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂,其特征之處是該超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂具有式(ⅳ)所示的化學結構式:
式(ⅳ)中:
該超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂(ⅳ)的分子量為2000~20000;
該超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂(ⅳ)的基本特征是:白色或淡黃色粘稠膠狀物;結構表征如下:紅外光譜ir(kbr涂膜,cm-1):3054,2959,2927,2857,1716,1592,1455,1395,1256,1049;1hnmr(600mhz,cdcl3)δ:0.08(3h,-sich3),0.9(3h,-ch3),1.31(2h,-ch2-),3.125-3.2(4h,-ch2-),6.6(h,-ch=ch-);6.8-7.3(3h,-arh);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:146.9,144.1,136,133,129.6,127.2,126,29.4,15.8,6.6。
本發(fā)明可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的主要制備方法是:氯甲基三氯硅烷在鎂的作用下,自身先生成格氏試劑,然后自身與si-cl發(fā)生偶聯(lián)反應,進而形成超支化含si-cl鍵的超支化聚碳硅烷聚合物,反應一段時間后,在反應體系中加入一定量的4-brbcb(i),待反應一段時間后,再在體系中加入一定量的對溴苯乙烯,再反應一段時間后,加入一定量的鹵代烷(或烯)烴,在一定的溫度下反應一段時間,待冷卻后,在體系中加入一定量蒸餾水(或去離子水)猝滅反應,溶劑萃取,濃縮,并經(jīng)過常壓或減壓蒸餾或硅膠柱層析等提純步驟,即可得到本發(fā)明可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂。
本發(fā)明的另一內(nèi)容是:可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,其特征是步驟為:
a、配料:按氯甲基三氯硅烷:4-溴苯并環(huán)丁烯:對溴苯乙烯:鹵代烷烴或鹵代烯烴:鎂為1:1~10:1~10:1~10:1~2的摩爾比例取原料氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl),(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb,或稱單體i),(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br,或稱單體ii),(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x,或稱單體iii),以及催化劑鎂(mg)(屑);取碘(粒)為引發(fā)劑(碘的質量較好的為鎂質量的0.1%~2%);
按氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl):溶劑為1:5~30的體積比取溶劑,用溶劑將氯甲基三氯硅烷稀釋配成溶液a;
按(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb):溶劑為1:5~30的體積比取溶劑,用溶劑將4-溴苯并環(huán)丁烯稀釋配成單體i的溶液;
按(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br):溶劑為1:5~30的體積比取溶劑,用溶劑將對溴苯乙烯稀釋配成單體ii的溶液;
按(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x):溶劑為1:5~30的體積比取溶劑,用溶劑將鹵代烷烴或鹵代烯烴稀釋配成單體iii的溶液;
所述溶劑是四氫呋喃(簡稱thf)或/和乙醚(簡稱et2o),也可以是現(xiàn)有技術中制格式試劑的其他溶劑;
b、混合反應:在無水無氧、氮氣(n2)保護下將鎂(屑)(較好的是拋光的鎂)、碘粒投入到反應器中,攪拌下,(緩慢)滴加入溶液a,滴畢后加熱至溫度為30~80℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關),攪拌下(連續(xù))反應4~16h(較好的反應時間10~12h);再(緩慢)滴加入單體i的溶液,滴畢后在溫度30~80℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關)下攪拌,連續(xù)反應3~10h(較好的反應時間5~7h);再(緩慢)滴加入單體ii的溶液,滴畢后在溫度30~80℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關)下攪拌,連續(xù)反應3~10h(較好的反應時間5~7h);最后再(緩慢)滴加入單體iii的溶液,滴畢后在溫度30~80℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關)下攪拌,連續(xù)反應3~8h(較好的反應時間4~6h);整個反應過程較好的保持反應物料(緩和)回流;得反應后物料;
c、分離提純:在反應后物料中加入水(可以是蒸餾水或去離子水,攪拌可除去反應后物料中溶于水的物質,加入水的量以利于分離提純?yōu)樵瓌t,加入水的體積量較好的為反應后物料體積的0.2~2倍)中止反應,得混合物料;再用有機溶劑萃取(萃取用有機溶劑為常見的可與水分層的有機溶劑,可以是:石油醚、乙醚、正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、以及甲苯中的任一種,萃取用有機溶劑的用量和次數(shù)以可以把水相中的產(chǎn)品萃取完全為原則,每次萃取用有機溶劑的體積用量較好的為混合物料的0.5~2倍),有機相用無機鹽干燥劑干燥(為實驗室或工廠中常用的干燥劑,可以是無水cacl2、或無水na2so4,干燥劑的用量較好的可以是有機相質量的5%~20%,干燥時間較好的可以是2~5小時,可以靜置過夜)后,抽濾除去干燥劑,再將有機相蒸餾濃縮除去溶劑,再將濃縮后的物料經(jīng)蒸餾(可以是常壓蒸餾或減壓蒸餾;減壓蒸餾所需的溫度與真空度有關,例如真空度為5mmhg時,溫度為60~62℃等)或硅膠柱層析(柱層析所用的溶劑可以為石油醚或正己烷)后,得到白色或淡黃色粘稠膠狀物,即為制得的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂;
制得的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的基本特征:白色或淡黃色粘稠膠狀物;結構表征如下:紅外光譜ir(kbr涂膜,cm-1):3054,2959,2927,2857,1716,1592,1455,1395,1256,1049;1hnmr(600mhz,cdcl3)δ:0.08(3h,-sich3),0.9(3h,-ch3),1.31(2h,-ch2-),3.125-3.2(4h,-ch2-),6.6(h,-ch=ch-);6.8-7.3(3h,-arh);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:146.9,144.1,136,133,129.6,127.2,126,29.4,15.8,6.6。
本發(fā)明的另一內(nèi)容中:步驟a中所述較好的是:
按氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl):溶劑為1:10~20的體積比取溶劑,用溶劑將氯甲基三氯硅烷稀釋配成溶液a;
按(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb):溶劑為1:15~20的體積比取溶劑,用溶劑將4-溴苯并環(huán)丁烯稀釋配成單體i的溶液;
按(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br):溶劑為1:15~20的體積比取溶劑,用溶劑將對溴苯乙烯稀釋配成單體ii的溶液;
按(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x):溶劑為1:15~20的體積比取溶劑,用溶劑將鹵代烷烴或鹵代烯烴稀釋配成單體iii的溶液。
本發(fā)明的另一內(nèi)容中:步驟a所述配料較好的是:按氯甲基三氯硅烷:4-溴苯并環(huán)丁烯:對溴苯乙烯:鹵代烷烴或鹵代烯烴:鎂為1:3:3:3:1.5的摩爾比例取原料氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl),(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb,或稱單體i),(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br,或稱單體ii),(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x,或稱單體iii),以及催化劑鎂(mg)(屑)。
本發(fā)明的另一內(nèi)容中:步驟a中所用的4-溴代苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)化學結構式如(i)所示,所用的對溴苯乙烯(c8h7br)結構如(ⅱ)所示,所用的鹵代烴(鹵代烷烴或鹵代烯烴)結構如(ⅲ)所示。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有下列特點和有益效果:
(1)本發(fā)明采用“一鍋法”合成,各反應物依次分批加入,中間不需要提純分離環(huán)節(jié);制備簡單,易操作,可實現(xiàn)規(guī)?;I(yè)制備;
(2)優(yōu)異的熱穩(wěn)定性:本發(fā)明采用聚碳硅烷為主體骨架,通過交聯(lián),碳-硅鍵高的鍵能使其(即可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂)具有良好的熱穩(wěn)定性;
(3)低的介電常數(shù)和介電損耗:聚合物中未引入高極性化學鍵,以低偶極距的碳-碳鍵和碳-硅鍵為骨架,確保了其低的介電常數(shù)(2.4-2.6),和介電損耗(0.005),由于其結構特點,該類樹脂還特別適合于高頻傳輸領域;
(4)良好的成膜性能和薄膜平整性:本發(fā)明所制備的樹脂為無色或淡黃色粘稠狀膠狀物,成型加工性良好,且固化時沒有小分子物質放出,保證了薄膜中不產(chǎn)生氣泡、針孔等缺陷,因而成膜性能優(yōu)異
(5)力學性能良好且可根據(jù)需要調(diào)節(jié):本發(fā)明通過調(diào)節(jié)引入的可交聯(lián)單元的比例,進而使其力學性能可調(diào),通過控制聚合物的交聯(lián)度,聚合物的“剛性”鏈段和“柔性”鏈段的比例可以很好的控制;
(6)良好的成型加工特性:光交聯(lián)單元的引入使其可以實現(xiàn)光引發(fā)交聯(lián),再熱引發(fā)充分交聯(lián)保證力學性能、介電性能以及熱穩(wěn)定性,這使其可以在光刻技術、以及納米壓印技術中有潛在的廣闊應用。
具體實施方式
下面給出的實施例擬對本發(fā)明作進一步說明,但不能理解為是對本發(fā)明保護范圍的限制,該領域的技術人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出的一些非本質的改進和調(diào)整,仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
實施例1:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴辛烷(c8h17br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:2:1.5投料;
在裝有磁力攪拌子、恒壓滴液漏斗、回流冷凝管的干燥燒瓶中加入鎂屑(mg)(0.36g,15mmol)和催化量的碘,密閉,抽真空、充氮氣除去體系中的氧,反復三次。在氮氣保護下,于恒壓滴液漏斗中加入氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)(1.84g,10mmol)的四氫呋喃(thf)(37.5ml)溶液,滴加少許于燒瓶中微熱引發(fā)反應,待反應引發(fā)后,從恒壓滴液漏斗中緩慢滴加混合液,攪拌,滴畢加熱至65℃,繼續(xù)攪拌,連續(xù)反應10h,得中間體1。將加入4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)(5.49g,30mmol)的四氫呋喃(thf)(56ml)溶液注入恒壓滴液漏斗中,緩慢滴加于燒瓶中,65℃下攪拌,連續(xù)反應5h。再將加入對溴苯乙烯(c8h7br)(5.49g,30mmol)的四氫呋喃(thf)(73.5ml)溶液注入恒壓滴液漏斗中,緩慢滴加于燒瓶中,65℃下攪拌,連續(xù)反應5h。最后將加入溴辛烷(c8h17br)(3.86g,20mmol)的四氫呋喃(thf)(69.7ml)溶液注入恒壓滴液漏斗中,緩慢滴加于燒瓶中,65℃下攪拌,連續(xù)反應4h。整個反應過程保持緩和回流。反應結束后,冷卻至室溫,緩慢滴加適量蒸餾水猝滅反應。用甲苯萃取、合并有機相,無水na2so4干燥,靜置過夜,抽濾,硅膠柱提純,旋蒸除去溶劑,在室溫下置于真空干燥箱內(nèi)干燥10h,得粘稠膠狀聚合物(即可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂)。
制得的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂基本特征:白色或淡黃色粘稠膠狀物。結構表征如下:紅外光譜ir(kbr涂膜,cm-1):3054,2959,2927,2857,1716,1592,1455,1395,1256,1049;1hnmr(600mhz,cdcl3)δ:0.08(3h,-sich3),0.9(3h,-ch3),1.31(2h,-ch2-),3.125-3.2(4h,-ch2-),6.6(h,-ch=ch-);6.8-7.3(3h,-arh);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:146.9,144.1,136,133,129.6,127.2,126,29.4,15.8,6.6。
實施例2:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴辛烷(c8h17br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:3:2:1.5投料。
制備方法同實施例1。
基本特征:白色或淡黃色粘稠膠狀物;結構表征結果同實施例1。
實施例:3:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴辛烷(c8h17br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:4:2:1.5投料。
制備方法同實施例1。
基本特征:白色或淡黃色粘稠膠狀物;結構表征結果同實施例1。
實施例4:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴辛烷(c8h17br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:3:1.5投料。
制備方法同實施例1。
基本特征:白色或淡黃色粘稠膠狀物;結構表征結果同實施例1。
實施例5:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
以鎂(mg)為催化劑,乙醚(et2o)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴辛烷(c8h17br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:3:1.5投料。
超支聚合:無水無氧、氮氣(n2)氛圍中,將鎂屑(mg)、乙醚(et2o)和氯甲基三氯硅烷按1.5:15:1摩爾比例取各組分,鎂屑(mg)加入到二口燒瓶中,含氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)的乙醚(et2o)溶液加入到恒壓滴液漏斗中,緩慢滴入燒瓶內(nèi),在30~45℃的反應溫度下攪拌8h。整個反應過程保持緩和回流。
接枝:將接枝單體i、乙醚(et2o)為聚合單體摩爾量的3倍、15倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(30~45℃)反應約5h。再將接枝單體ii、乙醚(et2o)為聚合單體摩爾量的3倍、15倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(30~45℃)約5h。最后將接枝單體iii、乙醚(et2o)為聚合單體摩爾量的3倍、15倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(30~45℃)約4h。停止反應,冷卻至室溫,緩慢滴加適量蒸餾水猝滅反應。用石油醚萃取、合并有機相,無水na2so4干燥,靜置過夜,抽濾,硅膠柱提純,旋蒸除去溶劑,在室溫下置于真空干燥箱內(nèi)干燥10~20h,得粘稠膠狀液體即為超支化接枝共聚物目標產(chǎn)物(即可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂)。
實施例6:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,乙醚(et2o)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴辛烷(c8h17br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:4:3:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例5。
實施例7:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,乙醚(et2o)溶液為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴辛烷(c8h17br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:3:3:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例5。
實施例8:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,乙醚(et2o)溶液為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴辛烷(c8h17br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:2:1.2投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例5。
實施例9:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴丁烯(c4h7br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:3:1.5投料。
超支聚合:氮氣(n2)氛圍中,將鎂屑(mg)、四氫呋喃(thf)和氯甲基三氯硅烷按1.5:15:1摩爾比例取各組分,鎂屑(mg)加入到二口燒瓶中,含氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)的四氫呋喃(thf)溶液加入到恒壓滴液漏斗中,緩慢滴入燒瓶內(nèi),在68℃的反應溫度下攪拌8h。整個反應過程保持緩和回流。
接枝:將接枝單體i、四氫呋喃(thf)為聚合單體摩爾量的3倍、15倍加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(68℃)約6h。再將接枝單體ii、四氫呋喃(thf)為聚合單體摩爾量的3倍、15倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(68℃)約5h。然后將接枝單體iii、四氫呋喃(thf)為聚合單體摩爾量的3倍、15倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(68℃)約4h。停止反應,冷卻至室溫,緩慢滴加適量蒸餾水猝滅反應。用正己烷萃取、合并有機相,無水na2so4干燥,靜置過夜,抽濾,硅膠柱提純,旋蒸除去溶劑,在室溫下置于真空干燥箱內(nèi)干燥20h,得粘稠膠狀液體即為超支化接枝共聚物目標產(chǎn)物(即可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂)。
實施例10:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴丁烯(c4h7br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:4:3:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例9。
實施例11:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴丁烯(c4h7br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:3:2:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例9。
實施例12:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴丁烯(c4h7br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:2:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例9。
實施例13:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
以鎂(mg)為催化劑,乙醚(et2o)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴乙烷(c2h5br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:3:1.3投料。
超支聚合:無水無氧、氮氣(n2)氛圍中,將鎂屑(mg)、乙醚(et2o)和氯甲基三氯硅烷按1.5:20:1摩爾比例取各組分,鎂屑(mg)加入到二口燒瓶中,含氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)的乙醚(et2o)溶液加入到恒壓滴液漏斗中,緩慢滴入燒瓶內(nèi),在30~45℃的反應溫度下攪拌8h。整個反應過程保持緩和回流。
接枝:將接枝單體i、乙醚(et2o)為聚合單體摩爾量的4倍、15倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(30~45℃)反應約5h。再將接枝單體ii、乙醚(et2o)為聚合單體摩爾量的3倍、20倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(30~45℃)約5h。然后將接枝單體iii、四氫呋喃(thf)為聚合單體摩爾量的3倍、20倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(30~45℃)約4h。停止反應,冷卻至室溫,緩慢滴加適量蒸餾水猝滅反應。用甲苯萃取、合并有機相,無水na2so4干燥,靜置過夜,抽濾,硅膠柱提純,旋蒸除去溶劑,在室溫下置于真空干燥箱內(nèi)干燥10~20h,得粘稠膠狀液體即為超支化接枝共聚物目標產(chǎn)物(即可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂)。
實施例14:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,乙醚(et2o)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴乙烷(c2h5br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:4:3:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例13。
實施例15:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,乙醚(et2o)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴乙烷(c2h5br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:3:2:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例13。
實施例16:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、氯丁烷(c4h9cl)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:4:3:1.5投料。
在裝有磁力攪拌子、恒壓滴液漏斗、回流冷凝管的干燥燒瓶中加入鎂屑(mg)(0.36g,15mmol)和催化量的碘。在無水無氧、氮氣(n2)氛圍下,于恒壓滴液漏斗中加入氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)(1.84g,10mmol)的四氫呋喃(thf)(37.5ml)溶液,滴加少許于燒瓶中微熱引發(fā)反應,待反應引發(fā)后,從恒壓滴液漏斗中緩慢滴加混合液,攪拌,滴畢加熱至65℃,繼續(xù)攪拌,連續(xù)反應10h,得中間體1。將加入4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)(7.32g,40mmol)的四氫呋喃(thf)(74.7ml)溶液注入恒壓滴液漏斗中,緩慢滴加于燒瓶中,65℃下攪拌,連續(xù)反應5h。再將加入對溴苯乙烯(c8h7br)(7.32g,40mmol)的四氫呋喃(thf)(78.4ml)溶液注入恒壓滴液漏斗中,緩慢滴加于燒瓶中,65℃下攪拌,連續(xù)反應5h。最后將加入氯丁烷(c4h9cl)(2.78g,30mmol)的四氫呋喃(thf)(46.8ml)溶液注入恒壓滴液漏斗中,緩慢滴加于燒瓶中,65℃下攪拌,連續(xù)反應4h。整個反應過程保持緩和回流。反應結束后,冷卻至室溫,緩慢滴加適量蒸餾水猝滅反應。用甲苯萃取、合并有機相,無水na2so4干燥,靜置過夜,抽濾,硅膠柱提純,旋蒸除去溶劑,在室溫下置于真空干燥箱內(nèi)干燥10h,得粘稠膠狀聚合物(即可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂)。
實施例17:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、氯丁烷(c4h9cl)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:3:2:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例16。
實施例18:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、氯丁烷(c4h9cl)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:3:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例16。
實施例19:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴己烯(c6h11br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:3:1.5投料。
超支聚合:無水無氧、氮氣(n2)氛圍中,將鎂屑(mg)、四氫呋喃(thf)和氯甲基三氯硅烷按1.5:20:1摩爾比例取各組分,鎂屑(mg)加入到二口燒瓶中,含氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)的四氫呋喃(thf)溶液加入到恒壓滴液漏斗中,緩慢滴入燒瓶內(nèi),在65℃的反應溫度下攪拌10h。整個反應過程保持緩和回流。
接枝:將接枝單體i、四氫呋喃(thf)為聚合單體摩爾量的3倍、15倍加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(65℃)約6h。再將接枝單體ii、四氫呋喃(thf)為聚合單體摩爾量的3倍、15倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(65℃)約5h。最后將接枝單體iii、四氫呋喃(thf)為聚合單體摩爾量的3倍、15倍混合液加入到上述產(chǎn)物中,繼續(xù)加熱攪拌(65℃)約4h。停止反應,冷卻至室溫,緩慢滴加適量蒸餾水猝滅反應。用正己烷萃取、合并有機相,無水na2so4干燥,靜置過夜,抽濾,旋蒸除去溶劑,在室溫下置于真空干燥箱內(nèi)干燥10h,得粘稠膠狀液體即為超支化接枝共聚物目標產(chǎn)物(即可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂)。
實施例20:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴己烯(c6h11br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:3:3:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例19。
實施例21:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴己烯(c6h11br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:3:3:2:1.3投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例19。
實施例22:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:以鎂(mg)為催化劑,四氫呋喃(thf)為溶劑,由氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl)、4-溴苯并環(huán)丁烯(4-brbcb)、對溴苯乙烯(c8h7br)、溴己烯(c6h11br)制備,按氯甲基三氯硅烷:單體i:單體ii:單體iii:鎂(mg)摩爾比例1:4:3:2:1.5投料。
超支聚合及接枝操作過程等同實施例19。
實施例23:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂,該超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂具有式(ⅳ)所示的化學結構式:
式(ⅳ)中:
該超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂(ⅳ)的分子量為2000~20000;
該超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂(ⅳ)的基本特征是:白色或淡黃色粘稠膠狀物;結構表征如下:紅外光譜ir(kbr涂膜,cm-1):3054,2959,2927,2857,1716,1592,1455,1395,1256,1049;1hnmr(600mhz,cdcl3)δ:0.08(3h,-sich3),0.9(3h,-ch3),1.31(2h,-ch2-),3.125-3.2(4h,-ch2-),6.6(h,-ch=ch-);6.8-7.3(3h,-arh);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:146.9,144.1,136,133,129.6,127.2,126,29.4,15.8,6.6。
實施例24:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
a、配料:按氯甲基三氯硅烷:4-溴苯并環(huán)丁烯:對溴苯乙烯:鹵代烷烴或鹵代烯烴:鎂為1:1:1:1:1的摩爾比例取原料氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl),(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb,或稱單體i),(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br,或稱單體ii),(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x,或稱單體iii),以及催化劑鎂(mg)(屑);取碘(粒)為引發(fā)劑(碘的質量為鎂質量的0.1%);
按氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl):溶劑為1:5的體積比取溶劑,用溶劑將氯甲基三氯硅烷稀釋配成溶液a;
按(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb):溶劑為1:5的體積比取溶劑,用溶劑將4-溴苯并環(huán)丁烯稀釋配成單體i的溶液;
按(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br):溶劑為1:5的體積比取溶劑,用溶劑將對溴苯乙烯稀釋配成單體ii的溶液;
按(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x):溶劑為1:5的體積比取溶劑,用溶劑將鹵代烷烴或鹵代烯烴稀釋配成單體iii的溶液;
所述溶劑是四氫呋喃(簡稱thf)或/和乙醚(簡稱et2o),也可以是現(xiàn)有技術中制格式試劑的其他溶劑;
b、混合反應:在無水無氧、氮氣(n2)保護下將鎂(屑)(較好的是拋光的鎂)、碘粒投入到反應器中,攪拌下,(緩慢)滴加入溶液a,滴畢后加熱至溫度為30℃,攪拌下反應16h;再(緩慢)滴加入單體i的溶液,滴畢后在溫度30℃下攪拌,連續(xù)反應10h;再(緩慢)滴加入單體ii的溶液,滴畢后在溫度30℃下攪拌,連續(xù)反應10h;最后再(緩慢)滴加入單體iii的溶液,滴畢后在溫度30℃下攪拌,連續(xù)反應8h;得反應后物料;
c、分離提純:在反應后物料中加入水(可以是蒸餾水或去離子水,攪拌可除去反應后物料中溶于水的物質,加入水的量以利于分離提純?yōu)樵瓌t,加入水的體積量為反應后物料體積的0.2倍)中止反應,得混合物料;再用有機溶劑萃取(萃取用有機溶劑為常見的可與水分層的有機溶劑,可以是:石油醚、乙醚、正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、以及甲苯中的任一種,萃取用有機溶劑的用量和次數(shù)以可以把水相中的產(chǎn)品萃取完全為原則,每次萃取用有機溶劑的體積用量為混合物料的0.5倍),有機相用無機鹽干燥劑干燥(為實驗室或工廠中常用的干燥劑,可以是無水cacl2、或無水na2so4,干燥劑的用量是有機相質量的5%,干燥時間2小時,可以靜置過夜)后,抽濾除去干燥劑,再將有機相蒸餾濃縮除去溶劑,再將濃縮后的物料經(jīng)蒸餾(可以是常壓蒸餾或減壓蒸餾;減壓蒸餾所需的溫度與真空度有關,例如真空度為5mmhg時,溫度為60~62℃等)或硅膠柱層析(柱層析所用的溶劑可以為石油醚或正己烷)后,得到白色或淡黃色粘稠膠狀物,即為制得的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂;
制得的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的基本特征:白色或淡黃色粘稠膠狀物;結構表征如下:紅外光譜ir(kbr涂膜,cm-1):3054,2959,2927,2857,1716,1592,1455,1395,1256,1049;1hnmr(600mhz,cdcl3)δ:0.08(3h,-sich3),0.9(3h,-ch3),1.31(2h,-ch2-),3.125-3.2(4h,-ch2-),6.6(h,-ch=ch-);6.8-7.3(3h,-arh);13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:146.9,144.1,136,133,129.6,127.2,126,29.4,15.8,6.6。
實施例25:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
a、配料:按氯甲基三氯硅烷:4-溴苯并環(huán)丁烯:對溴苯乙烯:鹵代烷烴或鹵代烯烴:鎂為1:10:10:10:2的摩爾比例取原料氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl),(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb,或稱單體i),(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br,或稱單體ii),(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x,或稱單體iii),以及催化劑鎂(mg)(屑);取碘(粒)為引發(fā)劑(碘的質量為鎂質量的2%);
按氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl):溶劑為1:30的體積比取溶劑,用溶劑將氯甲基三氯硅烷稀釋配成溶液a;
按(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb):溶劑為1:30的體積比取溶劑,用溶劑將4-溴苯并環(huán)丁烯稀釋配成單體i的溶液;
按(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br):溶劑為1:30的體積比取溶劑,用溶劑將對溴苯乙烯稀釋配成單體ii的溶液;
按(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x):溶劑為1:30的體積比取溶劑,用溶劑將鹵代烷烴或鹵代烯烴稀釋配成單體iii的溶液;
所述溶劑是四氫呋喃(簡稱thf)或/和乙醚(簡稱et2o),也可以是現(xiàn)有技術中制格式試劑的其他溶劑;
b、混合反應:在無水無氧、氮氣(n2)保護下將鎂(屑)(較好的是拋光的鎂)、碘粒投入到反應器中,攪拌下,(緩慢)滴加入溶液a,滴畢后加熱至溫度為80℃,攪拌下(連續(xù))反應4h;再(緩慢)滴加入單體i的溶液,滴畢后在溫度80℃下攪拌,連續(xù)反應3;再(緩慢)滴加入單體ii的溶液,滴畢后在溫度80℃下攪拌,連續(xù)反應3;最后再(緩慢)滴加入單體iii的溶液,滴畢后在溫度80℃下攪拌,連續(xù)反應3;得反應后物料;
c、分離提純:在反應后物料中加入水(可以是蒸餾水或去離子水,攪拌可除去反應后物料中溶于水的物質,加入水的量以利于分離提純?yōu)樵瓌t,加入水的體積量為反應后物料體積的2倍)中止反應,得混合物料;再用有機溶劑萃取(萃取用有機溶劑為常見的可與水分層的有機溶劑,可以是:石油醚、乙醚、正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、以及甲苯中的任一種,萃取用有機溶劑的用量和次數(shù)以可以把水相中的產(chǎn)品萃取完全為原則,每次萃取用有機溶劑的體積用量為混合物料的2倍),有機相用無機鹽干燥劑干燥(為實驗室或工廠中常用的干燥劑,可以是無水cacl2、或無水na2so4,干燥劑的用量是有機相質量的20%,干燥時間是2小時)后,抽濾除去干燥劑,再將有機相蒸餾濃縮除去溶劑,再將濃縮后的物料經(jīng)蒸餾(可以是常壓蒸餾或減壓蒸餾;減壓蒸餾所需的溫度與真空度有關,例如真空度為5mmhg時,溫度為60~62℃等)或硅膠柱層析(柱層析所用的溶劑可以為石油醚或正己烷)后,得到白色或淡黃色粘稠膠狀物,即為制得的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂;其它同實施例24。
實施例26:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
a、配料:按氯甲基三氯硅烷:4-溴苯并環(huán)丁烯:對溴苯乙烯:鹵代烷烴或鹵代烯烴:鎂為1:5.5:5.5:5.5:1.5的摩爾比例取原料氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl),(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb,或稱單體i),(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br,或稱單體ii),(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x,或稱單體iii),以及催化劑鎂(mg)(屑);取碘(粒)為引發(fā)劑(碘的質量較好的為鎂質量的1%);
按氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl):溶劑為1:18的體積比取溶劑,用溶劑將氯甲基三氯硅烷稀釋配成溶液a;
按(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb):溶劑為1:18的體積比取溶劑,用溶劑將4-溴苯并環(huán)丁烯稀釋配成單體i的溶液;
按(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br):溶劑為1:18的體積比取溶劑,用溶劑將對溴苯乙烯稀釋配成單體ii的溶液;
按(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x):溶劑為1:18的體積比取溶劑,用溶劑將鹵代烷烴或鹵代烯烴稀釋配成單體iii的溶液;
所述溶劑是四氫呋喃(簡稱thf)或/和乙醚(簡稱et2o),也可以是現(xiàn)有技術中制格式試劑的其他溶劑;
b、混合反應:在無水無氧、氮氣(n2)保護下將鎂(屑)(較好的是拋光的鎂)、碘粒投入到反應器中,攪拌下,(緩慢)滴加入溶液a,滴畢后加熱至溫度為55℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關),攪拌下(連續(xù))反應10h;再(緩慢)滴加入單體i的溶液,滴畢后在溫度55℃下攪拌,連續(xù)反應6.5h;再(緩慢)滴加入單體ii的溶液,滴畢后在溫度55℃下攪拌,連續(xù)反應6h;最后再(緩慢)滴加入單體iii的溶液,滴畢后在溫度55℃下攪拌,連續(xù)反應5.5h;得反應后物料;
c、分離提純:在反應后物料中加入水(可以是蒸餾水或去離子水,攪拌可除去反應后物料中溶于水的物質,加入水的量以利于分離提純?yōu)樵瓌t,加入水的體積量較好的為反應后物料體積的1.1倍)中止反應,得混合物料;再用有機溶劑萃取(萃取用有機溶劑為常見的可與水分層的有機溶劑,可以是:石油醚、乙醚、正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、以及甲苯中的任一種,萃取用有機溶劑的用量和次數(shù)以可以把水相中的產(chǎn)品萃取完全為原則,每次萃取用有機溶劑的體積用量為混合物料的1.2倍),有機相用無機鹽干燥劑干燥(為實驗室或工廠中常用的干燥劑,可以是無水cacl2或無水na2so4,干燥劑的用量是有機相質量的12%,干燥時間是4小時)后,抽濾除去干燥劑,再將有機相蒸餾濃縮除去溶劑,再將濃縮后的物料經(jīng)蒸餾(可以是常壓蒸餾或減壓蒸餾;減壓蒸餾所需的溫度與真空度有關,例如真空度為5mmhg時,溫度為60~62℃等)或硅膠柱層析(柱層析所用的溶劑可以為石油醚或正己烷)后,得到白色或淡黃色粘稠膠狀物,即為制得的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂;其它同實施例24。
實施例27:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
a、配料:按氯甲基三氯硅烷:4-溴苯并環(huán)丁烯:對溴苯乙烯:鹵代烷烴或鹵代烯烴:鎂為1:3:3:3:1.5的摩爾比例取原料氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl),(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb,或稱單體i),(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br,或稱單體ii),(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x,或稱單體iii),以及催化劑鎂(mg)(屑);取碘(粒)為引發(fā)劑(碘的質量較好的為鎂質量的1%);
按氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl):溶劑為1:17的體積比取溶劑,用溶劑將氯甲基三氯硅烷稀釋配成溶液a;
按(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb):溶劑為1:17的體積比取溶劑,用溶劑將4-溴苯并環(huán)丁烯稀釋配成單體i的溶液;
按(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br):溶劑為1:17的體積比取溶劑,用溶劑將對溴苯乙烯稀釋配成單體ii的溶液;
按(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x):溶劑為1:17的體積比取溶劑,用溶劑將鹵代烷烴或鹵代烯烴稀釋配成單體iii的溶液;
所述溶劑是四氫呋喃(簡稱thf)或/和乙醚(簡稱et2o),也可以是現(xiàn)有技術中制格式試劑的其他溶劑;
b、混合反應:在無水無氧、氮氣(n2)保護下將鎂(屑)(較好的是拋光的鎂)、碘粒投入到反應器中,攪拌下,(緩慢)滴加入溶液a,滴畢后加熱至溫度為60℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關),攪拌下(連續(xù))反應10h;再(緩慢)滴加入單體i的溶液,滴畢后在溫度60℃下攪拌,連續(xù)反應6h;再(緩慢)滴加入單體ii的溶液,滴畢后在溫度60℃下攪拌,連續(xù)反應6h;最后再(緩慢)滴加入單體iii的溶液,滴畢后在溫度60℃下攪拌,連續(xù)反應6h;整個反應過程較好的保持反應物料(緩和)回流;得反應后物料;
c、分離提純:在反應后物料中加入水(可以是蒸餾水或去離子水,攪拌可除去反應后物料中溶于水的物質,加入水的量以利于分離提純?yōu)樵瓌t,加入水的體積量為反應后物料體積的1倍)中止反應,得混合物料;再用有機溶劑萃取(萃取用有機溶劑為常見的可與水分層的有機溶劑,可以是:石油醚、乙醚、正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、以及甲苯中的任一種,萃取用有機溶劑的用量和次數(shù)以可以把水相中的產(chǎn)品萃取完全為原則,每次萃取用有機溶劑的體積用量為混合物料的1倍),有機相用無機鹽干燥劑干燥(為實驗室或工廠中常用的干燥劑,可以是無水cacl2或無水na2so4,干燥劑的用量是有機相質量的11%,干燥時間是3小時)后,抽濾除去干燥劑,再將有機相蒸餾濃縮除去溶劑,再將濃縮后的物料經(jīng)蒸餾(可以是常壓蒸餾或減壓蒸餾;減壓蒸餾所需的溫度與真空度有關,例如真空度為5mmhg時,溫度為60~62℃等)或硅膠柱層析(柱層析所用的溶劑可以為石油醚或正己烷)后,得到白色或淡黃色粘稠膠狀物,即為制得的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂;其它同實施例24。
實施例28-34:
一種可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂的制備方法,步驟為:
a、配料:按氯甲基三氯硅烷:4-溴苯并環(huán)丁烯:對溴苯乙烯:鹵代烷烴或鹵代烯烴:鎂為1:1~10:1~10:1~10:1~2的摩爾比例取原料氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl),(接枝單體)4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb,或稱單體i),(接枝單體)對溴苯乙烯(c8h7br,或稱單體ii),(接枝單體)鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x,或稱單體iii),以及催化劑鎂(mg)(屑);取碘(粒)為引發(fā)劑(實施例28-34中碘的質量分別為鎂質量的0.3%、0.5%、0.8%、1.1%、1.3%、1.6%、1.8%、);
各實施例中各組分原料的具體摩爾比例用量見下表:
按氯甲基三氯硅烷(cl3sich2cl):溶劑為1:5~30的體積比(實施例28-34中體積比分別為1:7、1:10、1:16、1:20、1:23、1:25、1:28)取溶劑,用溶劑將氯甲基三氯硅烷稀釋配成溶液a;
按4-溴苯并環(huán)丁烯(簡稱4-brbcb):溶劑為1:5~30的體積比(實施例28-34中體積比分別為1:7、1:10、1:16、1:20、1:23、1:25、1:28)取溶劑,用溶劑將4-溴苯并環(huán)丁烯稀釋配成單體i的溶液;
按對溴苯乙烯(c8h7br):溶劑為1:5~30的體積比(實施例28-34中體積比分別為1:7、1:10、1:16、1:20、1:23、1:25、1:28)取溶劑,用溶劑將對溴苯乙烯稀釋配成單體ii的溶液;
按鹵代烷烴或鹵代烯烴(簡稱r-x):溶劑為1:5~30的體積比(實施例28-34中體積比分別為1:7、1:10、1:16、1:20、1:23、1:25、1:28)取溶劑,用溶劑將鹵代烷烴或鹵代烯烴稀釋配成單體iii的溶液;
所述溶劑是四氫呋喃(簡稱thf)或/和乙醚(簡稱et2o),也可以是現(xiàn)有技術中制格式試劑的其他溶劑;
b、混合反應:在無水無氧、氮氣(n2)保護下將鎂(屑)(較好的是拋光的鎂)、碘粒投入到反應器中,攪拌下,(緩慢)滴加入溶液a,滴畢后加熱至溫度為30~80℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關),攪拌下(連續(xù))反應4~16h(較好的反應時間10~12h);再(緩慢)滴加入單體i的溶液,滴畢后在溫度30~80℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關)下攪拌,連續(xù)反應3~10h(較好的反應時間5~7h);再(緩慢)滴加入單體ii的溶液,滴畢后在溫度30~80℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關)下攪拌,連續(xù)反應3~10h(較好的反應時間5~7h);最后再(緩慢)滴加入單體iii的溶液,滴畢后在溫度30~80℃(最佳反應溫度與選用的稀釋溶劑有關)下攪拌,連續(xù)反應3~8h(較好的反應時間4~6h);整個反應過程較好的保持反應物料(緩和)回流;得反應后物料;
c、分離提純:在反應后物料中加入水(可以是蒸餾水或去離子水,攪拌可除去反應后物料中溶于水的物質,加入水的量以利于分離提純?yōu)樵瓌t,加入水的體積量為反應后物料體積的0.2~2倍中任一)中止反應,得混合物料;再用有機溶劑萃取(萃取用有機溶劑為常見的可與水分層的有機溶劑,可以是:石油醚、乙醚、正己烷、環(huán)己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、以及甲苯中的任一種,萃取用有機溶劑的用量和次數(shù)以可以把水相中的產(chǎn)品萃取完全為原則,每次萃取用有機溶劑的體積用量較好的為混合物料的0.5~2倍),有機相用無機鹽干燥劑干燥(為實驗室或工廠中常用的干燥劑,可以是無水cacl2、或無水na2so4,干燥劑的用量可以是有機相質量的5%~20%中任一,干燥時間可以是2~5小時中任一,也可以靜置過夜)后,抽濾除去干燥劑,再將有機相蒸餾濃縮除去溶劑,再將濃縮后的物料經(jīng)蒸餾(可以是常壓蒸餾或減壓蒸餾;減壓蒸餾所需的溫度與真空度有關,例如真空度為5mmhg時,溫度為60~62℃等)或硅膠柱層析(柱層析所用的溶劑可以為石油醚或正己烷)后,得到白色或淡黃色粘稠膠狀物,即為制得的可光/熱雙重交聯(lián)的超支化聚碳硅烷苯并環(huán)丁烯樹脂;其它同實施例24。
上述實施例中:所采用的各原料均為市售產(chǎn)品。
上述實施例中:所采用的百分比例中,未特別注明的,均為質量(重量)百分比例或本領域技術人員公知的百分比例;所述質量(重量)份可以均是克或千克。
上述實施例中:各步驟中的工藝參數(shù)(溫度、時間、濃度等)和各組分用量數(shù)值等為范圍的,任一點均可適用。
本發(fā)明內(nèi)容及上述實施例中未具體敘述的技術內(nèi)容同現(xiàn)有技術。
本發(fā)明不限于上述實施例,本發(fā)明內(nèi)容所述均可實施并具有所述良好效果。