环硅氧烷开环聚合研究进展

聚硅氧烷(如硅油、硅橡胶、硅树脂等)具有很多优异的性能,如耐高低温、耐紫外线辐射、耐候、低表面张力、电气绝缘、生理惰性等,已被广泛应用于航空航天、电子电器、化工、机械、建筑、交通、医疗卫生、农业等领域。聚硅氧烷制备方法主要有环硅氧烷开环聚合和硅氧烷缩聚。本文从环硅氧烷阴离子开环聚合、阳离子开环聚合和其它聚合方法等出发,较详细介绍了环硅氧烷开环聚合近年来的研究进展,并指出环硅氧烷开环聚合制备有机硅高分子材料所面临的问题。     

环硅氧烷开环聚合反应的机理及动力学研究

环硅氧烷在亲核或亲电催化剂、温度或辐射作用下,可开环聚合生成线型聚硅氧烷,聚合方法主要有本体聚合和乳液聚合.本体聚合可分为阴离子聚合和阳离子聚合,阴离子聚合就是在碱性催化剂(亲核试剂)作用下,使环硅氧烷开环聚合成线型聚硅氧烷的过程;阳离子聚合就是环硅氧烷在酸性催化剂(亲电试剂)作用下的开环聚合反应.乳液聚合则是单体和水(或其它分散介质)并用乳化剂配成乳液状态进行聚合,按所采用的乳化剂种类不同,主要有阴离子型和阳离子型两种类型.本文总结了近几年国内外环硅氧烷本体聚合和乳液聚合的开环聚合机理及动力学研究情况,并对今后此方面的研究进行了展望.     

特定乙烯基和硅氢键含量聚硅氧烷的可控制备

以1,3,5-三乙烯基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷与六甲基环三硅氧烷为共聚单体,四氢呋喃为溶剂,在正丁基锂引发条件下实现可控阴离子开环共聚,制备特定乙烯基含量的聚硅氧烷;同时,以1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷与六甲基环三硅氧烷为共聚单体,四氢呋喃为溶剂,在浓硫酸引发条件下实现可控阳离子开环共聚,制备特定硅氢键含量的聚硅氧烷,为制备具有特定乙烯基和硅氢键含量聚硅氧烷国防专用标准物质奠定了基础。     

聚硅芳撑硅氧烷的研究(Ⅱ)——聚四甲基对硅苯撑硅氧烷的合成

本文以具有硅苯撑结构的环状有机硅氧烷--十二甲基环三对硅笨撑硅氧烷为单体,用开环聚合方法合成了聚四甲基对硅苯撑硅氧烷.选用硅醇钾催化,环单体有较高的开环聚合活性.通过IR、¹H NMR和¹³C NMR等证明了聚合物的化学结构.聚合物在空气中的热失重温度较聚二甲基硅氧烷约高110℃,因此热稳定性更好.     

PS-b-P (DMS-stat-VMS)嵌段聚合物的制备及性能

采用活性阴离子聚合方法,以仲丁基锂为引发剂,以苯乙烯、六甲基环三硅氧烷（D3）和2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷（V3）为反应单体,分步聚合制备了聚苯乙烯-b-聚（二甲基硅氧烷-stat-乙烯基甲基硅氧烷）[PS-b-P（DMS-stat-VMS）]嵌段聚合物.采用傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱及凝胶渗透色谱对共聚物的化学结构、分子量及分子量分布进行了表征,并通过扫描电子显微镜、原子力显微镜及接触角等测试方法研究了共聚物各链段组分对共聚物形貌及表面亲疏水/油性的影响.结果表明,所制备的共聚物分子量分布较窄,由于各组分性能的差异而呈现出微相分离结构,同时该共聚物保留了PS-b-PDMS原有的表面性质,为设计结构多样性及性能优异的聚硅氧烷共聚物提供了新思路.     

二茂铁基嵌段共聚物制备及自组装研究

本文综述了近年来二茂铁基嵌段共聚物制备及自组装的研究进展.对环状二茂铁单体的活性阴离子引发开环聚合(ROP)、过渡金属催化开环聚合(ROP)及聚合机理和聚合物自组装胶束的结构、表征和潜在应用作了介绍.     

乙烯基环丙烷自由基开环聚合研究进展

乙烯基环丙烷（VCP）是重要的环状单体之一，具有典型的高张力三元环结构，在自由基聚合条件下，能够发生1,5-开环及多种环化反应，生成含有2-戊烯等重复单元的复杂聚合物。聚乙烯基环丙烷（PVCP）具有较小的体积收缩率，是重要的修复材料，在临床等多个领域具有潜在应用价值。本文结合近年来的重要成果，梳理了VCP单体自由基开环聚合的发展过程，重点介绍单体结构设计、聚合物结构控制策略以及结构和材料性能之间的关系。最后，对VCP自由基开环聚合研究领域仍然存在的问题和解决方法进行了总结和展望。     

用于环酯单体开环聚合的无金属引发/催化体系

环酯单体在不同引发/催化体系作用下的开环聚合是制备可生物降解脂肪族聚酯的主要方法.综述了近年来用于环酯单体开环聚合的无金属引发/催化体系,主要涉及水、醇、胺、羧酸等引发剂及质子酸、膦类、氮杂环类化合物等催化剂体系.     

用于环酯单体开环聚合的无金属引发/催化体系

环酯单体在不同引发/催化体系作用下的开环聚合是制备可生物降解脂肪族聚酯的主要方法.综述了近年来用于环酯单体开环聚合的无金属引发/催化体系,主要涉及水、醇、胺、羧酸等引发剂及质子酸、膦类、氮杂环类化合物等催化剂体系.     

2－甲基－2－甲氧基羰基－5－次甲基－1，3－二氧环戊－4－酮的合成和阴离子聚合

本文报导了一种环状新单体，２－甲基－２－甲氧基羰基－５－次甲基－１，３－二氧环戊－４－酮的合成，并用红外、核磁及元素分析对单体和中间体的结构进行了鉴定．在－７０℃及干燥氮气保护下，用９－芴锂作阴离子５：发剂对此新单体进行了阴离子开环聚合反应的研究．聚合物的红外和核磁谱图表明：在聚合物中存在两种结构单元，这说明在聚合过程中同时存在开环和不开环的两种情况。虽然在聚合物中，这两种结构单元的量应取决于两种相应的碳阴离子的相对稳定性，但是开环聚合在热力学上是有利的，因为开环的结果形成了更稳定的羰基．用粘度法测定了聚合物的特性粘数。     

5,6-苯并-2-亚甲基-1,3-二氧环庚烷的活性自由基开环聚合反应

活性 (或称可控 )自由基聚合研究是目前高分子科学的研究热点之一[1～ 8] .活性自由基聚合制备的聚合物具有分子量随转化率提高而线性增加、分子量分布窄和聚合反应为一级反应动力学等特点 .自由基开环聚合所得产物体积收缩小 ,某些含有不饱和双键的螺环单体发生双开环聚合时甚至发生体积膨胀 ;开环聚合还可在聚合物主链上引入各种官能团 ,如酯基、碳酸酯基、酮基等 [9～ 12 ] .因此 ,用活性聚合的方法对自由基开环聚合的分子量和分子量分布进行控制 ,可以制备出具有各种不同结构和性能的新聚合物 . Wei等 [13] 报道了利用稳定自由基法实现…     

阴离子印迹聚合物的制备及其应用研究进展

离子印迹聚合物是利用印迹技术对模板离子进行印迹、聚合进而得到能够选择性吸附该离子的一种特殊聚合物。目前的报道大多是阳离子印迹聚合物,因为阴离子模板结构更复杂多样且电荷尺寸比更小,致使阴离子印迹聚合物的发展相对滞后。为能更有效地指导阴离子印迹聚合物的制备,本文概述了阴离子印迹聚合物的发展现状,介绍了与不同阴离子有相互作用的功能单体类型(含氨基、季铵基、氮杂环、羧基结构)以及基于上述单体制备的阴离子印迹聚合物吸附性能等,综述了阴离子印迹聚合物的制备方法与合成策略及其在电化学检测和荧光传感等分析化学领域的应用,总结了当前阴离子印迹聚合物制备过程中存在的问题,展望了未来的研究方向。     

在阳离子乳化剂的存在下八甲基环四硅氧烷的乳液聚合

研究了八甲基环四硅氧烷(D_4)在十二烷基二甲基苄基卤化铵及碱存在下乳液聚合的反应机理。聚合分二步进行:D_4先开环生成具有端羟基的聚二甲基硅氧烷,然后再缩合。反应终点有二个平衡反应;不同分子量的羟基封头的聚二甲基硅氧烷的平衡,以及羟基封头的线型聚硅氧烷和环硅氧烷的平衡。平衡时羟基封头的聚硅氧烷的量为87％并提出了主要反应位置是在胶束表面并逐渐转移到随后形成的聚合物颗粒表面,单体液滴是次要反应区。     

稀土催化的开环聚合研究进展

稀土催化剂在开环聚合中表现出极高的催化活性,本文总结了近十年来稀土催化剂在内酯、交酯、环醚、环碳酸酯、环羧酸酐等单体开环聚合中的应用,结合催化剂结构与聚合效果总结了稀土催化剂在聚合过程可控和聚合物结构控制方面的独特优势,并介绍了稀土催化的新型开环聚合方法.     

用于环酯单体开环聚合的无金属引发/催化体系

环酯单体在不同引发/催化体系作用下的开环聚合是制备可生物降解脂肪族聚酯的主要方法。综述了近年来用于环酯单体开环聚合的无金属引发/催化体系,主要涉及水、醇、胺、羧酸等引发剂及质子酸、膦类、氮杂环类化合物等催化剂体系。     

六甲基环三硅氧烷（D3）阴离子开环聚合机理与动力学研究

本文从聚合机理和反应动力学两方面综述了近年来六甲基环三硅氧烷（D3）的阴离子开环聚合研究进展。Frye等人提出在非极性的碳氢溶剂中会形成引发剂的的三种加成物质,在不加入促进剂的情况下不会进行D3的开环聚合,这一开环聚合机理成为随后D3阴离子开环聚合机理研究的基础,研究者采用MALDI-TOF研究聚合机理得到的结论证实了这一机理的正确性,促进剂、溶剂、引发剂的类型和聚合步骤会改变活性链末端的缔合和解缔合的平衡能力,对D3开环过程中的反咬和再分布副反应有显著影响。D3开环聚合增长速率对单体浓度为一级,不同的促进剂和引发剂会显著改变活性链末端的缔合能力,从而显著影响聚合动力学。     

生物基可聚合单体及其聚合物制备与性能研究进展

对化石资源的过渡开采导致了严重的能源危机及环境问题,发展生物基聚合物代替石油基聚合物是缓解当前危机的有效途径之一.本文总结了国内外研究人员在生物基聚合物研究领域的最新进展,重点介绍了生物基脂肪族单体、芳香族单体的制备,包括生物基羧酸单体、生物基二醇单体、生物基烃类单体、呋喃基单体、香草醛单体,比较了不同制备方法的选择性及产率;采用传统及新型的聚合方法,如熔融缩聚、自由基聚合、酶催化聚合等,可以将生物基单体转化为各种生物基聚合,包括聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯等,并比较了聚合条件对生物基聚合物制备的影响.生物基聚合物具有优良的机械性能及热性能,并展现出各种优异特性,如形状记忆、自修复功能等,有望代替传统的石油基聚合物.最后,对国内外生物基质聚合物的前景做了展望.     

烯烃易位聚合制备遥爪聚合物及嵌段共聚物

遥爪聚合物因其聚合物链的两端带有反应性官能团,可用于制备嵌段、接枝、星形、超支化等具有特殊结构的聚合物,其制备方法主要包括传统自由基聚合与可控/“活性”自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、易位聚合和缩合聚合等。相比于其他的传统聚合方法,烯烃易位聚合是一种较为温和的、产物分子量及结构可控的聚合方法。本文主要概述在各种链转移剂的存在下,采用环烯烃的开环易位聚合(ring-opening metathesis polymerization, ROMP)和非环二烯易位(acyclic diene metathesis, ADMET)聚合制备带有各种官能团的遥爪聚合物以及与其他活性聚合方法(NMRP、ATRP、RAFT、ROP等)相结合制备嵌段共聚物的研究进展。     

氨基酸环内酸酐开环聚合制备多肽聚合物及其应用进展

氨基酸类聚合物具有良好的生物相容性及可降解性,逐渐成为重要的生物医药材料.通过氨基酸环内酸酐(NCA)开环聚合可以得到聚氨基酸,或者氨基酸与非氨基酸共聚物.该方法具有简便、高效及产率高等优点,且聚合物分子量及分子量分布可控.本文归纳总结了NCA开环聚合的原理,NCA单体和多肽聚合物的合成方法,聚氨基酸在水凝胶、多肽膜、多肽粘结剂、抗菌肽及自组装等领域的应用,利用聚乙二醇、聚酯、硅氧烷和壳聚糖等修饰聚氨基酸的进展,并展望了该领域未来发展方向.     

含环三硅氮烷的星形聚硅氧烷的合成——环硅氮阴离子引发环硅氧烷开环聚合

以环三硅氮锂盐（ＤＮＬｉ３）为引发剂，成功地引发了环硅氧烷开环聚合．通过含氮量测定，利用１Ｈ、２９ＳｉＮＭＲ和ＩＲ谱以及分子量测定（ＧＰＣ）和特性粘度测试，并与模型化合物进行比较，证明所得聚合物是含环三硅氮烷的星形聚硅氧烷．研究了六甲基环三硅氮锂盐引发八甲基环四硅氧烷（Ｄ４）开环聚合的动力学，结果表明该聚合反应相对于Ｄ４为一级反应，同时也比较了不同促进剂对聚合速率的影响，ＤＭＦ对聚合速率的促进作用比ｄｉｇｌｙｍｅ大