聚硅烷研究进展：（I）聚硅烷的合成及应用

聚硅烷的合成及应用因可溶性聚硅烷的发现而成为聚合物研究的又一热点。本文综述了聚硅烷合成与应用的近期发展。     

聚硅烷的合成及应用

聚硅烷以其独特的光电性质和潜在用途引起了人们极大的兴趣,成为材料科学的研究热点之一。本文拟对聚硅烷合成及应用的研究进展作简要评述。     

聚硅烷的电化学合成

聚硅烷是一类链骨架中仅含硅原子的高聚物,主链的上的非定域σ键电子赋予了聚硅烷独特的光电性质,也是制备陶瓷材料的先驱体。电化学法是最近兴起且具发展前景的一种合成聚硅烷的方法,它是通过电解池中阴极还原氯硅烷来制取高聚物,反应条件温和,且能大大拓宽聚硅烷的功能化。本文就聚硅烷的电化学合成的实施方法;影响因素包括电解槽类型、电...     

聚硅烷高分子化学的发展及应用

本文介绍了聚硅高分子的合成方法、紫外吸收、光敏性、导电性等一系列特殊性质,聚硅烷高分子的化学反应以及聚硅烷材料的应用.     

Diels-Alder反应在硅橡胶工业及聚硅烷化学中的应用

本文总结了Diels—Alder反应在硅橡胶加工和聚硅烷合成方面的应用,其中包括:(一) 利用该反应合成了含多苯苯基或稠环的硅橡胶交联剂和耐热助剂;(二) 通过该反应建立了硅橡胶新型硫化体系,不外加催化剂;(三) 通过该反应合成了含多苯苯基或稠环的有机硅单体,进而制出许多新型聚硅烷;(四) 探讨了影响硅橡胶各种性能的因素及大芳基对聚硅烷性能的影响。     

主链掺杂氧原子聚硅烷的研究进展

介绍了一类新型有机硅聚合物主链掺杂氧原子聚硅烷的合成与性质.该类聚合物是通过氧原子有规律地插入聚硅烷主链,形成具有氧杂低聚硅烷的序列结构(-[(SiMe2)mO]n-).聚合物的主链呈现了聚硅烷以及聚硅氧烷的杂化体结构.通过对此类聚合物性质的研究,能够获得有关此类聚合物行为的知识,从而进一步促进人们对聚硅烷和聚硅氧烷化学性质的了解.总结了此类聚合物的两类有效合成方法:通过α,ω-二功能基封端的线性硅烷低聚体缩聚反应法以及氧杂环硅烷单体的开环聚合反应法,包括氧杂环硅烷单体的开环聚合平衡和反应机理.讨论了此类聚合物的表征、热稳定性及其结构形态.在结论部分展望了此类聚合物的预期应用前景.     

羧酸衍生物取代甲基苯基聚硅烷制备杂取代聚硅烷

以甲基苯基聚硅烷　(PhSiMe　) n为原料 ,在无水AlCl3 存在下 ,通过与酰氯、酸酐及酯的取代反应合成了氯代聚硅烷及一系列共聚物 .在乙酰氯的作用下 ,　(PhSiMe　) n上的苯基能够被近乎完全的取代而生成氯代聚硅烷 .一元酸酐 (乙酸酐和丙酸酐 )在用酰氧基部分取代聚硅烷上苯基的同时 ,进行得更多的还是Cl取代 .而顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐和乙酸乙酯则只进行不完全的Cl取代 ,根据分子活性的不同得到取代比率各不相同的共聚物 .初步分析了各反应的过程 ,讨论了影响反应的因素 ,同时对于各产物的荧光和紫外特性也进行了分析和讨论     

液体聚硅烷的合成与交联

采用具有不同有机取代基的二氯硅烷与甲基二苯基氯硅烷为原料,在甲苯中以金属钠共缩合的方法,合成了可流动的聚硅烷。这些聚硅烷可用灌注、浇铸、涂敷等方法制成各种形状,并能在多乙烯基硅烷存在下,以紫外光辐照进行交联。本文还讨论了这些聚硅烷的分子量分布以及红外、紫外、核磁共振等光谱性质。     

取代超支化聚硅烷紫外光引发剂研究

以钠缩合法合成的含Si–Cl键的超支化聚硅烷(Cl-HPS)为基础,将其分别与4-羟基二苯甲酮和2-羟基硫杂蒽酮反应,制备了小分子光引发剂取代的超支化聚硅烷BP-HPS和TX-HPS.小分子光引发剂取代的超支化聚硅烷可以不同程度地扩展超支化聚硅烷的紫外吸收.采用实时红外光谱研究了它们引发己二醇二丙烯酸酯(HDDA)紫外光聚合行为.结果表明,小分子光引发剂取代的超支化聚硅烷的自由基引发效率高于未经取代的超支化聚硅烷和它们对应的小分子光引发剂的引发效率.电子自旋共振光谱研究表明,BP-HPS和TX-HPS既可以裂解产生硅自由基,也可以通过硅甲基参与的夺氢反应产生碳中心自由基.     

含N、S官能基聚硅烷*

综述了近年来含N、S官能基聚硅烷的研究进展。介绍了吡啶、联吡啶、吡咯等含N官能基与噻吩、硫代官能团等含S官能基取代聚硅烷的制备和光电性能表征,概括了含N,S官能团聚硅烷的分子设计、物理性能与应用领域。最后展望了含N、S官能团聚硅烷研究的发展方向与应用前景。     

功能化改性聚硅烷的研究进展及应用前景

聚硅烷是一类主链由连续Si原子组成的聚合物,其主链具有类似于大π共轭的σ-σ共轭结构.这种特殊结构使得线型聚硅烷既具有与普通大π共轭导电聚合物相似的电导行为,又具有其它导电聚合物所不具备的优良溶解性和可加工性,是一类潜力巨大的功能高分子材料.但单纯聚硅烷的光致/电致发光和导电性能与其它功能高分子材料相比还不够突出,自身对水分和空气比较敏感,需要对其进行改性.本文对聚硅烷的结构与性能之间的关系进行了归纳,对聚硅烷的改性方法进行了详细分类并综述,并对聚硅烷的应用方向和研究进展进行了总结,最后对功能化聚硅烷的应用前景进行了展望.     

聚硅烷研究进展：（Ⅱ）聚硅烷的电子结构与电子光谱特性

聚硅烷的独特性质与其电子在主链上离域有密切关系，本文就聚硅烷的电子结构及电子光谱特性的研究作一综述。     

聚硅烷传输性质的理论研究

近年来,聚硅烷导电高分子材料受到广泛重视,主要由于硅是公知的半导体,在电子工业上应用极广泛,另外硅是地球上贮量最丰富的元素,在寻找非碳功能材料时,聚硅烷自然是首选.聚硅烷的主链形成σ电子离域,通过掺杂能使这类材料的电导率在较宽的范围内变化,从而赋予他们非常独特的光化学和光物理性质,可用作导体与半导体、光导体材料、以及非线性光学材料、光致抗蚀剂、电致发光装置中的发光二级管等,有可能成为方兴未艾的信息技术所必需的集成电子器件或集成光子器件中的关键材料之一.同π共轭体系相类似,聚硅烷体系也只有在掺杂引入载流子的情况下才能导电.相比之下,对依赖于σ共轭体系的导电机理研究很少.国际上关于这类高分子的理论研究还处在刚刚起步阶段,只有少部分的理论工作是关于未掺杂聚硅烷体系的基态几何和能带结构的分析,大多集中在σ电子离域的验证上.而对于掺杂聚硅烷的理论工作更是少见报道,仅有少量的关于掺杂对聚硅烷寡聚体极子的几何结构和激发能影响的理论工作.有关掺杂后聚硅烷的电子输运性能研究国内外更是未见文献报道,因此开展这方面的理论研究工作是很必要的.本文运用密度泛函理论并结合非平衡格林函数方法,用ATK软件和Gaussian 03软件分别对未掺杂、电荷掺杂(Si12+)、B原子和P原子掺杂(Si5Bsi6和Si5PSi6)的四种聚硅烷寡聚体进行了传输性质的比较性理论研究.首先,为了更真实的模拟电场情况下的电子的性质,本文应用Gaussian程序在6-31+G(d)基组和BHHLYP泛函下,分别在电场0.0,0.68×108,1.36×108,2.03×108,2.71×108,3.38×108和4.06×108V·m-1下对四种聚硅烷进行了几何结构优化,在优化的几何构型和相同的计算方法基础上进行了TDDFT激发态光谱的计算和自然键轨道NBO的计算.然后对优化后的聚硅烷在ATK程序下用Au(111)-(3×3)电极分别计算了偏压为0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0和1.2V下的电子输运性质.计算结果表明,电荷掺杂的聚硅烷Si12+和杂原子掺杂的聚硅烷(Si5BSi6和Si5PSi6)的传输性质有着明显的差异,得到了与实验相一致的结论.即电荷掺杂的聚硅烷由于电子传输通道被破坏,所以它的导电性很差,而Si5BSi6和Si5PSi6则表现出了很好的导电性能,并且杂原子掺杂的聚硅烷还表现出了NDR效应.我们通过传输谱图、MPSH图、激发态图谱、能带和共轭效应对上述现象进行了详细讨论.由此可见,B原子和P原子掺杂的聚硅烷可以作为电子器件的优良材料.     

多烷基环聚硅烷

环聚硅烷的研究是有机硅化学中一个比较活跃的领域。本文从制备方法、结构以及特殊的化学、物理性质等方面对多烷基环聚硅烷作一简要介绍。     

陶瓷先驱体含锆聚硅烷的电化学合成与表征

采用电化学合成法,以三氯甲基硅烷、氯丙烯、环戊二烯和四氯化锆为单体合成出含锆聚硅烷,通过FTIR,UV,NMR,XRD等表征了其结构.测定了产物的各元素含量和双键含量,以及分子量和分子量分布,并对产物进行了交联固化和高温裂解实验.结果表明,含锆聚硅烷双键保留率为10.8%,锆含量为4.11%.含锆聚硅烷能溶于常见的溶剂...     

过氧化二苯甲酰为引发剂用于液态聚硅烷合成聚碳硅烷

以聚二甲基硅烷裂解制备的液态聚硅烷为原料,添加引发剂过氧化二苯甲酰合成聚碳硅烷,使液态聚硅烷合成聚碳硅烷的产率提高了20%~25%.利用FTIR和GPC对反应过程进行跟踪分析,利用元素分析,1H-NMR,13C-NMR,TG-DTA和XRD对产物的组成结构和性能进行了表征,提出了过氧化二苯甲酰对液态聚硅烷合成聚碳硅烷的促进反应机理.结果表明,过氧化二苯甲酰受热分解形成自由基,促进了液态聚硅烷中的Si—Si键断裂重排,同时也引发了小分子硅碳烷中的Si—H和Si—CH3键断裂生成Si—CH2—Si结构,使聚碳硅烷分子量长大,产率提高.同时过氧化二苯甲酰分解产生的苯基和苯甲酰氧基会作为端基或侧基引入到聚碳硅烷分子中,引起产物C、O含量的少许增加.但对聚碳硅烷高温烧结后的陶瓷收率没有显著影响.     

聚硅烷链形状的Monte Carlo研究

用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法对θ溶液中考虑二级相互作用的聚硅烷链的形状进行了研究。结果表明聚硅烷链的形状明显偏离球形，它与链长有关，长链极限的比值＜Ｌ２１＞∶＜Ｌ２２＞∶＜Ｌ２３＞约为１∶２．７∶１２．１。还发现聚硅烷链转动惯量的最长主轴与末端距矢量之间夹角的统计平均值＜θ＞的极限值约为２７°。     

高分子量的枝状聚硅烷的合成与表征

根据硅氢加成反应机理设计了“顺点滴式”工艺 ,高效、低耗地合成了甲基苯乙基二氯硅烷和甲基正己基二氯硅烷 .根据Wurtz还原偶联反应原理 ,采用“预聚”和“混聚”两种工艺分别合成枝状共聚硅烷 ,发现运用“预聚”工艺可以合成分子量很高的枝状聚硅烷 .     

枝状聚硅烷光学及其稳定性

聚硅烷;光学性能;光热稳定性;热降解动力学     

链状聚硅烷的导电性质和电子状态

本文讨论了链状聚硅烷的导电性质，简要介绍了关于该聚合物的电子状态的一些理论研究结果，以此解释了链状聚硅烷的导电性质。