專利名稱：一種二羥基籠形倍半硅氧烷單體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于倍半硅氧烷的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有二羥基籠型結(jié)構(gòu)的倍半硅氧烷單體及其制備方法。
背景技術(shù)：
多面低聚倍半硅氧烷(POSS)是一類納米大小(0.5 3nm)、有明確結(jié)構(gòu)的籠型分子，它有一個無機的娃氧芯，周圍被8個有機基團取代,分子式可表不為(RSi01.5)8。由于POSS可以在分子水平上通過化學鍵將有機和無機組分有效地結(jié)合在一起，形成分子型雜化復合材料，往往會賦予該材料優(yōu)良的性能，如具有較高的熱穩(wěn)定性、良好的溶解性和成膜性，以及新穎的功能性等?，F(xiàn)今研究大部分集中于八官能度和單官能度基團的P0SS，其主要應(yīng)用于超支化或者接枝反應(yīng)對聚合物進行改性。而對雙官能度的POSS的研究較少。Shoumingffu 等，Macromolecules，2007，40, 5698-5705 進行了將雙官能度 POSS 弓丨入到聚酰亞胺主鏈中的研究，POSS的引入使其具有了良好的熱穩(wěn)定性，具有良好的斷裂伸長率，低吸水率低于耐堿性和耐酸性，以及低的介電常數(shù)。現(xiàn)在研究雙官能度基團的POSS主要集中在聚酰亞胺的酸酐或者二胺方面，而很少有研究含羥基的雙官能度的P0SS。雙羥基POSS的成功合成將為合成直鏈型的聚醚酮、聚醚砜等高性能POSS有機無機雜化聚合物提供了條件。美國材料化學(Chemistry ofMaterials, 2003, 15(1)264-268)報道了用籠裂解方法制備內(nèi)雙氟取代半封閉籠，并將之進一步取代合成雙苯胺基半封閉環(huán)戊基籠型倍半硅氧烷，從而將籠型倍半硅氧烷結(jié)構(gòu)成功引入聚酞亞胺主鏈中。由于半封閉籠型倍半硅氧烷在力學性能和熱性能上較全封閉籠型倍半硅氧烷有差距，造成所合成的復合材料的熱性能提高有限，且該方法由于需要使籠狀結(jié)構(gòu)裂解的原因，使得其工藝復雜，操作繁瑣，處理的產(chǎn)物也易污染環(huán)境。美國國際聚合物(PolymerInternational, 2005, 54(1):47 一 53)報道了含三環(huán)氧基的半封閉七環(huán)戊基籠型倍半硅氧烷與聚對苯二甲酸乙二酷形成的雜化材料，通過熔融原位聚合，使籠型倍半硅氧烷的環(huán)氧基與聚對苯二甲酸乙二醇酷的端輕基反應(yīng)將籠型倍半硅氧烷引入聚合物主鏈并使聚合物形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但半封閉籠型倍半硅氧烷在力學性能和熱性能上較全封閉籠型倍半硅氧烷有差距，限制了籠型倍半硅氧烷/聚合物雜化材料優(yōu)異性能的體現(xiàn)，且該方法由于籠型倍半硅氧烷與聚對苯二甲酸乙二酷要形成雜化材料的原因，使其工藝復雜，安全性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有雙官能度的二羥基籠型結(jié)構(gòu)的倍半硅氧烷單體及其制備方法。根據(jù)硅氫加成的方法一步 合成2Si_0H，其反應(yīng)式如下:
權(quán)利要求
1.一種二羥基籠形倍半硅氧烷單體，其結(jié)構(gòu)式如下所示:
2.權(quán)利要求1所述的一種二羥基籠形倍半硅氧烷單體的制備方法，其特征在于:在氮氣保護的容器中加入二硅氫籠形聚倍半硅氧烷單體和丁香酚單體，二硅氫籠形聚倍半硅氧烷單體和丁香酚投料摩爾比為1:2 16，加入甲苯作溶劑，滴加Pt質(zhì)量百分含量為0.3%的占溶劑體積分數(shù)0.1%的卡斯特試劑作為催化劑，升溫至65 110°C恒溫反應(yīng)6 36h ;反應(yīng)體系降至室溫后，將反應(yīng)混合液在80 110°C減壓蒸餾，除去未反應(yīng)的丁香酚；再次降至室溫后得到淡黃色固體，即二羥基籠形倍半硅氧烷單體。
3.如權(quán)利要求2所述 的一種二羥基籠形倍半硅氧烷單體的制備方法，其特征在于:反應(yīng)體系中甲苯的質(zhì)量 為二硅氫籠形聚倍半硅氧烷單體和丁香酚單體質(zhì)量和的3.3 10倍。
全文摘要
一種二羥基籠形倍半硅氧烷單體及其制備方法，屬于倍半硅氧烷的制備技術(shù)領(lǐng)域。其是在氮氣保護的容器中加入二硅氫籠形聚倍半硅氧烷單體和丁香酚單體，兩種單體的投料摩爾比為12～16，加入甲苯作溶劑，滴加Pt質(zhì)量百分含量為0.3%的占溶劑體積分數(shù)0.1%的卡斯特試劑作為催化劑，升溫至65～110℃恒溫反應(yīng)6～36h；反應(yīng)體系降至室溫后，將反應(yīng)混合液在80～110℃減壓蒸餾，除去未反應(yīng)的丁香酚；再次降至室溫后得到淡黃色固體，即二羥基籠形倍半硅氧烷單體。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)操作繁瑣、安全性低的缺陷，使工藝簡單，對環(huán)境無污染。雙羥基POSS的合成，具有重要的應(yīng)用意義，POSS能直接引入到聚合物的直鏈中。
文檔編號C07F7/21GK103204872SQ201310140789
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月14日
發(fā)明者牟建新, 張衛(wèi)海, 許玖多, 王巖, 姜振華 申請人:吉林大學