高软化点聚碳硅烷的合成及可纺性

采用聚二甲基硅烷经常压高温裂解法合成了聚碳硅烷(PCS),研究了不同反应条件下缩聚反应的特点与分子量增长的模式,探讨了聚碳硅烷的结构与可纺性之间的关系.结果表明,对应于不同分子量PCS之间的缩聚反应,高温下PCS的缩聚反应分为分子量匀速增长和加速增长2种模式.经匀速增长模式得到的PCS分子量呈双峰分布,具有良好的可纺性,而经加速增长模式得到的PCS因含有大量的支化结构,分子量呈多峰分布,可纺性较差,甚至丧失可纺性.通过控制反应条件使缩聚反应中分子量增长处于匀速模式,合成了软化点为256~287℃,数均分子量为2.3×103且具有良好可纺性的聚碳硅烷.     

超声法合成聚[2-甲氧基-5-(2′-乙基己氧基)-对亚苯基亚乙烯基]的研究

采用超声合成方法,以对甲氧基苯酚为起始原料,经醚化、溴甲基化和聚合反应,得到无凝胶、完全可溶、高分子量的聚(2-甲氧基-5-(2′-乙基己氧基)-对亚苯基亚乙烯基)(MEH-PPV),其数均分子量高达9.5×105,分子量分布为2.4.并通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和红外光谱进行了结构表征.与常规的机械搅拌反应相比,超声合成方法具有反应时间短、反应温度低、产率高、聚合物分子量较大等特点,特别是这种方法有效抑制了聚合过程中的凝胶化问题,合成的MEH-PPV具有更高的荧光量子效率.     

超声法合成聚[2-甲氧基-5-(2''''-乙基己氧基)-对亚苯基亚乙烯基]的研究

采用超声合成方法,以对甲氧基苯酚为起始原料,经醚化、溴甲基化和聚合反应,得到无凝胶、完全可溶、高分子量的聚(2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-对亚苯基亚乙烯基)(MEH-PPV),其数均分子量高达9.5×105,分子量分布为2.4.并通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和红外光谱进行了结构表征.与常规的机械搅拌反应相比,超声合成方法具有反应时间短、反应温度低、产率高、聚合物分子量较大等特点,特别是这种方法有效抑制了聚合过程中的凝胶化问题,合成的MEH-PPV具有更高的荧光量子效率.     

无乳化剂乳液聚合制备高分子量聚乙烯醇

通过无乳化剂乳液聚合方法, 采用氧化还原引发体系制备了超高分子量的聚醋酸乙烯酯(PVAc), 继而醇解为超高分子量的聚乙烯醇(PVA). 研究了聚合温度、引发剂浓度、单体转化率对PVA的分子量和分子结构的影响. 探讨了线性高分子量PVA结构的控制方法. 结果表明, 利用无乳化剂乳液聚合可以实现在室温(14~20 ℃)制备出聚合度为9899的高分子量的PVA, 聚合过程对PVA的分子量和结构均有显著的影响. 在无乳化剂乳液聚合恒速聚合区得到的聚合物分子量较高, 分子量分布窄, 且结构比较规整, 而在加速区, PVAc的支化和交联现象显著, 最终会对PVA的线性程度产生很大影响. 因此, 可以通过聚合过程来控制PVA的分子量和链结构.     

界面缩聚

界面缩聚,在常温及常压进行。许多在高温不稳定因而在熔融缩聚中不能用的单体,可用这一方法順利地进行缩聚,这样就扩大了缩聚单体的范围。同时,界面缩聚,设备比较简单,对单体纯度的要求并不十分严格,反应进行迅速又比较容易得到高分子量的聚合物。因此这一反应对高聚物的合成,提供了一个很便利的方法,丰富了高聚物的类型,可以说是高分子化学的一个新发展,具有广阔的前途。常見的缩聚高分子也可以应用以这一反应来制备。     

无皂高分子胶乳粒子的组成、单分散性和稳定性

分别用控压微波辐照法、常压微波辐照法和常压水浴合成法制备出无皂聚苯乙烯胶乳粒子.运用静态激光光散射和动态激光光散射对粒子的表观分子量及其粒径大小与分布进行了表征.结果表明,微波辐照加热法对于形成小尺寸、单分散的胶乳粒子起着很重要的作用.通过凝胶渗透色谱仪（GPC）测定聚合产物的分子量,并结合Zimm作图法,计算出胶乳粒子所含高分子链的数目.发现由控压微波辐照法所得到的聚苯乙烯胶乳粒子的表观分子量最大,而且粒子的分散性并不是由聚合物高分子链的分散性直接决定的.在微波辐照下的无皂乳液聚合,虽然聚合物的高分子链大小不一,但它们在乳液中缠结在一起而形成的胶乳粒子却具有单分散性.通过对均聚和共聚乳液进行静置考察,发现无皂高分子胶乳粒子的稳定性与制备方法、共聚单体的结构及性质有着密切的关系.     

反应温度对聚二甲基硅烷高压合成聚碳硅烷性能的影响

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压合成了聚碳硅烷(PCS)先驱体.研究了反应温度对合成的PCS的Si—H键含量、支化度、Si—Si键含量、分子量及其分布、软化点及产率的影响.研究表明,随着反应温度的提高,分子量及软化点均明显增加,分子量分布变宽,支化度升高,Si—Si键含量明显降低.当反应温度低于460℃时,Si—H键含量及产率随反应温度的升高逐渐升高,当反应温度高于460℃时,由于分子间的缩合及热交联二者逐渐降低.在反应过程中PDMS首先转化为小分子量的PCS,然后是小分子PCS分子间发生脱氢及少量脱甲烷缩合使分子量长大.当反应温度高于450℃时,PCS分子量分布出现中分子量峰,Si—Si键含量较低,在室温空气中比较稳定.     

混合溶剂沉淀聚合制备高分子量聚丙烯腈研究进展

为了获得高性能的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维,采用高分子量PAN共聚物进行纺丝是最有效的解决途径。本文主要从聚合反应机理、共聚单体类型、引发剂种类、混合溶剂选择以及聚合工艺条件等五个方面出发,阐述了混合溶剂沉淀聚合制备高分子量PAN的工艺特点和研究现状。该工艺采用水/有机溶剂混合体系为反应介质,兼具均相溶液聚合和非均相聚合的双重优点,能够合成出高分子量且内部结构疏松的PAN共聚物,是制备高性能PAN前驱体的重要合成方法。     

活性聚甲基丙烯酸甲酯和溴甲基化聚苯乙烯偶合反应制备接枝共聚物

采用基团转移聚合、阴离子聚合以及高分子偶合反应的方法,合成了一种结构明确、链长均匀和分子量可控的聚苯乙烯接枝聚甲基丙烯酸甲酯。主链聚苯乙烯由阴离子聚合得到,并进行溴甲基化。支链活性聚甲基丙烯酸甲酯由基团转移聚合制备。经偶合反应后得到分子量为3×10⁴～7×10⁴、多分散性指数D为1.2～1.4的接枝共聚物。溴甲基化聚苯乙烯和活性聚甲基丙烯酸甲酯的偶合反应活性随分子量的增大而降低,理想的反应温度为-20℃。用¹HNMR、GPC和DSC表征接枝产物。和均聚物相比,共聚物的玻璃化温度较低。     

聚乙醛

乙醛可以由乙炔和乙醇来制备,因而由乙醛来合成高分子材料,是一个值得研究的途径。 M.Letort及其共同工作者最早研究了乙醛的聚合反应。M.Letort找到了合成高分子量聚乙醛的方法,即所謂結晶聚合法,使乙醛冷冻至凝固点(-123.3℃)以下,乙醛即能聚合成分子量为800,000～3,000,000的聚乙醛。研究表明,聚合引发剂为乙醛自动氧化反应生成的过氧化乙酸。聚乙醛的产量可以由凝固速度和引发剂浓度来加以控制。     

聚碳硅烷的高温高压生成机理研究

分别以聚二甲基硅烷(PDMS)、液态聚硅烷(LPS)及PDMS裂解剩余物(LPCS)为原料,在不同的温度下高压合成聚碳硅烷(PCS),采用红外、紫外、核磁共振、分子量及其分布等分析PCS的组成、结构随温度的变化.同时,采用改变减压蒸馏温度的办法,对PCS进行分级,收集在不同蒸馏温度下的馏分,通过对一系列馏分进行了IR分析,以此推测PCS的转化过程.研究表明,PCS的生成过程是随着温度的升高,PDMS、LPS中键能较低的Si—Si键断裂,逐渐转变成为键能较高的Si—C键,转化为低分子的碳硅烷;随着温度的升高,碳硅烷分子间发生脱氢、脱甲烷缩合反应使产物的分子量逐渐长大,生成PCS.     

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.     

磁性碳化硅陶瓷先驱体聚铁碳硅烷的研究

通过低分子量的聚硅烷与二茂铁反应合成了聚铁碳硅烷(PFCS).探索了反应温度、裂解温度、二茂铁含量等因素对合成PFCS的影响.元素分析、红外光谱、氢谱分析表明,铁被引入到PFCS中,PFCS与聚碳硅烷的结构相似.高温裂解聚铁碳硅烷所得碳化硅陶瓷具有一定的磁性.     

含三氟甲基聚酰亚胺的合成与性能研究

通过在4,4′-二氨基二苯醚(4,4-′ODA)单体中引入三氟甲基合成了一种新型二胺单体2-三氟甲基-4,4′-二氨基二苯醚(3FODA),该单体具有良好的溶解性和高的反应活性,使用3FODA替代4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)制备了PMR热固性聚酰亚胺树脂.树脂溶液高浓度低粘度,具有室温下良好的储存稳定性;树脂具有很好的加工性能,成型后的模压件显示了优异的热性能和耐热氧化稳定性,玻璃化转变温度在336~379℃之间;此外树脂具有较好的电性能和较低的吸水率.     

高度可溶聚苝酰亚胺材料的合成及性能研究

聚酰亚胺是一类具有优异综合性能的聚合物材料 [1,2 ] .近年来 ,合成含荧光染料的可溶性聚酰亚胺材料在聚合物化学领域引起了广泛兴趣 [3～ 11] ,人们期望这类聚合物材料会比其小分子材料具有更加优越的性能 .小分子酰亚胺荧光染料具有极高的荧光量子效率、光化学和热稳定性 ,可广泛应用于光学开关[12 ] 、电致发光器件 [13,14 ] 和太阳能转换器 [15] 等领域 ,但是由于的大π键平面共轭结构 ,使得材料的溶解性能极差 ,难以加工 .最近 ,本实验室通过合成含叔丁基的芳香二胺 [4,4′-亚甲基双 ( 2 -叔丁基苯胺 ) ]与各种芳香四酸二酐反应…     

聚碳硅烷纤维的热交联研究

在无氧的情况下对PCS纤维进行热交联时 ,发现在热交联前纤维必须有一个最低的预氧化程度 ,然后通过PCS纤维自身热交联实现预氧化 ,这样可降低纤维 1 3的氧含量 ,制备性能优良的SiC纤维 .研究了低预氧化PCS纤维热交联反应的机理 ,并对引入氧在热交联中所起的作用进行了分析 .研究结果表明 ,PCS纤维能够进行热交联处理所需的最低预氧化程度为纤维氧增重 9% ;热交联的过程主要是消耗了PCS中的SiH键 ,生成SiCH2 Si键 ,形成分子间交联 ;引入的少量氧预氧化时生成SiOH键 ,热交联中发生脱水反应生成SiOSi键 ,在纤维表层形成保护层 ,保证了纤维的热交联顺利进行     

Synthesis of soluble and meltable pre‐ceramic polymers for Zr‐containing ceramic nanocomposites

Polymer‐derived methods are one of the most important tools for the synthesis of ceramics with a finely dispersed microstructure. In this study, a soluble and meltable ZrC/C pre‐ceramic polymer, P‐DACZ, (which would later exhibit a high ceramic yield of 71 wt%) was synthesized via radical polymerization. By adding low molecular weight polycarbosilane in any proportion during the radical polymerization process of P‐DACZ, a soluble and meltable ZrC/SiC/C pre‐ceramic precursor, PCS‐DACZ (which would later exhibit a high ceramic yield of >80 wt%) was synthesized. After annealing at 1400 °C under an argon flow, the precursors converted into bulk ZrC/C and ZrC/SiC/C ceramic nanocomposites. The ZrC nanoparticles could resist any grain growth when heat‐treated at temperatures above 1800 °C because the C or SiC matrix prevented long‐range atomic diffusion of zirconium. Such ceramic nanocomposites would be suitable for structural and (multi)functional applications at harsh environments with high temperatures.     

Polycarbosilane‐supported titanium(IV) catalyst for Knoevenagel condensation reaction

Polycarbosilane (PCS) was synthesized by the polycondensation of trichloromethylsilane and trimethoxyvinylsilane in the presence of sodium metal. PCS has a highly crosslinked structure, high ceramic yield and high surface area. Titanium metal ion was attached to the polycarbosilane and its catalytic activity was investigated. The Knoevenagel condensation reaction catalysed by titanium‐incorporated polycarbosilane is reported. The titanium‐incorporated PCS catalysed the reaction well and with a diverse set of substrates the reaction proceeded with good yield. PCS‐supported transition metal catalysts have been prepared for the first time and used successfully in the Knoevenagel condensation reaction. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Delaminated zeolite‐catalysed synthesis of high‐molecular weight polycarbosilane as a low shrinkage SiC precursor

A polycarbosilane (PCS) with a higher number–average molecular weight (2710 vs. 1570), and hence with a higher ceramic yield (74 vs. 68%), compared to a commercial Nipusi type S PCS has been synthesized via the catalytic decomposition of polydimethylsilane at 400 °C using H‐ITQ‐2, a delaminated zeolite with a very high external surface area, as a solid acid. The silicon carbide film fabricated using this PCS was found to show a much lower level (16 vs. 39%) of shrinkage than the commercial PCS‐derived film, together with better mechanical properties, suggesting the potential of its preceramic polymer to produce robust ceramic coatings. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 46: 725–732, 2008