籠型苯基POSS即(RSiO3/2)n中的R基為剛性的苯基(PhSiO3/2)n,其幾類結構圖如圖1-2所示,因苯基POSS同屬于籠型苯基倍半硅氧烷,所以其結構中也存在不完全聚合的結構,其結構圖如圖1-3所示,下面我們主要介紹白色針狀固體高聚結晶苯基POSS的合成制備及反應機理
白色針狀固體高聚結晶苯基POSS的合成制備方法
本實驗采用多步水解縮合的方式合成高聚苯基POSS,工藝流程簡圖見圖2
將低聚物Phn(SiO1.5)n(初制備苯基POSS)加入二氯甲烷溶劑中再加入1moL/LTBAF(THF)作催化劑,常溫攪拌N2保護,反應2天后,使用CaCl2除去F-,減壓蒸餾得到白色固體產物,然后根據設計方法進行產物分離,得到高聚苯基POSS。
**將白色產物溶解于THF中,過濾、收集。再將收集后的產物溶解于體積比1:1的乙腈與四氫呋喃的混合液中,以此對不同種類苯基POSS進行分離,旨在得到純度較高的高聚苯基POSS經過反應及分離結晶后,得到白色針狀固體產物,如圖3。
將上述白色針狀固體高聚結晶苯基POSS進行烘干、 稱量, 產率為 85%, 然后對其進行紅外、 質譜及掃描電鏡分析見圖4、 圖5、表1 及圖6。
圖4
圖5
圖6
表1根據圖5質譜主要峰值推測和計算出所對應分子的結構簡式
高聚苯基POSS合成綜合紅外譜圖4、 質譜5及表1推斷其反應機理,Ph n (SiO 1.5 ) n 溶解在二氯甲烷溶劑中, 在F - (THF) 的催化下發生進一步的聚合生成不完全閉合籠型九苯基硅醇, 之后再與單體聚合生成閉合籠型高聚苯基POSS,其涉及的反應方程式如下式3-4及式3-5:
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