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硅化学指南- 有机硅聚合物 - 硅氧烷

  有机硅聚合物(硅氧烷)

  硅氧烷是一种高分子,其聚合物主链是由硅原子和氧原子交替组成(硅氧键)带有的有机侧基,诸如甲基、苯基或乙烯基,与硅原子相接。重复单元数为“x”,取值能够从零到几千。

  聚二甲基硅氧烷,最常用的有机硅:

     Fig2.gif

  通过调整-Si-O-链的链长、侧基基团的官能性以及高分子链间的交联情况,硅氧烷可以合成出无数种材料,每一种都有各自的化学性能和性质

  可通过控制连接在硅原子上的有机官能团的种类,制造出杂化化合物,使得硅氧烷具有重要的有机性能,包括兼容性和直接性。

  ● 兼容性 -通常,硅氧烷无法与有机聚合物相容。但是如果将一个较大的有机物官能团连接到硅氧烷上,那么它的性能就会改变,并且它的性能表现会接近于有机聚合物。

  ● 直接性 -无反应性的硅氧烷缺少直接性。但如果一种有机反应官能团,诸如氨丙基官能团,连接到硅氧烷上,那么此硅氧烷便具有反应性,同时能够与其它有机聚合物之间形成稳定价键。

  通过将硅化学物质与碳化学物质相混合,便可能制造出具有独特性质和卓越性能的聚合物来。

  具有有机反应性能的聚硅氧烷

  通过添加一系列的有机反应官能团到硅氧烷中,便可制造出具有有机反应性的硅基分子,它具备了碳基反应分子的化学性能以及聚硅氧烷的物理性质。

     Fig3.gif

  F = 有机反应官能团

  n =一般≥ 3

  x =0到1,000

  y = 1 到 25

  这一有机反应硅基分子能够以任何尺寸进行制备。并可以加入任意数量的反应官能团。通常有机硅官能团与硅原子之间至少有一个三碳链分开,这个链能使有机反应免受硅原子的影响。

  可用多种方式将有机反应官能团连接到聚硅氧烷上,包括:

  1.垂挂在聚硅氧烷主链上,形成“耙状”或“梳状”结构

  2.在聚有机规链的末端,形成一种ABA式结构

  3.聚有机规链的末端,形成一种AB式结构

  垂挂式(“耙状”)官能团分布 :

     Fig4a.gif

  ABA式的官能团分布:

     Fig4b.gif

  AB式的官能团分布:

     Fig4c.gif

  R =胺基、羧基、羟基、环氧基及其它

  n =一般≥ 3

  x = 0到 1,000

  y = 1到25

  在耙状结构种,有机官能团沿着聚硅氧烷主链分布。可在反应的硅氧烷与聚硅氧烷之间形成化合键,制得一种有机材料,或者对硅氧烷进行特殊取向,形成一种类似金属或玻璃表面。

  当要考虑到分子体系结构或共聚物合成时,应首选AB式或ABA式有机反应硅氧烷,因为它们在每条链上只有一种或两种反应官能团,并且都位于链的末端。反应末端的官能团要比垂挂式中的反应官能团如耙式结构中官能团的接触面大,因此更容易与有机中间体形成共聚物。

  AB式和ABA式的官能团分布是硅原子与有机物结构间理想的结合形式,可以形成硅-有机物或者硅-有机物-硅这样的嵌段共聚物。