[发明专利]一种笼形倍半硅氧烷基星型聚合物及其制备方法和应用

摘要

本发明属于有机无机纳米杂化材料的技术领域，公开了一种笼形倍半硅氧烷基星型聚合物及其制备方法和应用。该笼形倍半硅氧烷的星型聚合物是立方型八氨基苯基倍半硅氧烷结构规整高度对称的六面体T8结构。该制备方法包括以下步骤(1)苄基三硫代碳酸酯基丙酰氯(BSPA‑Cl)的合成；(2)含POSS的RAFT试剂(POSS‑RAFT)的合成；(3)笼形倍半硅氧烷的星型聚合物的合成。该方法制备的笼形倍半硅氧烷基星型聚合物的分子量分布较窄，分子量与聚合时间呈线性相关，可以通过聚合时间的控制来调节分子量。本发明的反应条件温和，产物得率较高(60％以上)，且制备的产物结构明确，提纯方便利于表征。

主权项

一种笼形倍半硅氧烷的星型聚合物，其特征在于：该笼形倍半硅氧烷的星型聚合物是立方型八氨基苯基倍半硅氧烷结构规整高度对称的六面体T8结构，其结构式为：由包括以下步骤的制备方法得到：(1)将链转移剂和四氯化碳混匀，再加入酰氯化试剂，充分搅拌至澄清；然后将混合溶液加热回流，真空旋转蒸发掉溶剂，得到黄色油状液体，再在室温下真空干燥，制得苄基三硫代碳酸酯基丙酰氯；其中，所述链转移剂的用量以每毫升四氯化碳中加入0.1～0.5g链转移剂来计；所述酰氯化试剂和四氯化碳的体积比为0.1：1～0.5：1；(2)将倍半硅氧烷、吡啶和四氢呋喃混合，得到POSS溶液；再将步骤(1)所得苄基三硫代碳酸酯基丙酰氯溶于四氢呋喃中，得到苄基三硫代碳酸酯基丙酰氯溶液；然后在低温条件下，将苄基三硫代碳酸酯基丙酰氯溶液滴加到POSS溶液中；在室温下搅拌后加入氯仿，反应后依次用饱和碳酸氢钠、去离子水和稀盐酸洗涤，最后将得到的有机相逐滴加入到正己烷中沉淀，得到POSS‑RAFT试剂；其中，所述倍半硅氧烷的用量以每毫升吡啶中加入0.5～2g倍半硅氧烷来计；所述POSS溶液和苄基三硫代碳酸酯基丙酰氯溶液中四氢呋喃的总量四氢呋喃，和吡啶的体积比为10：1～15：1；(3)笼形倍半硅氧烷的星型聚合物的合成：将甲基丙烯酸N,N‑二甲基氨基乙酯、步骤(2)所得POSS‑RAFT试剂、偶氮二异丁腈与二氧六环混合，进行多次冷冻脱气，聚合反应，用液氮猝灭；聚合后的混合液倾倒入石油醚/二乙醚溶液中，析出笼形倍半硅氧烷的星型聚合物；其中，所述POSS‑RAFT试剂的用量以每毫升二氧六环中加入5～7mg POSS‑RAFT试剂来计；所述甲基丙烯酸N,N‑二甲基氨基乙酯的用量以每毫升二氧六环中加入0.2～0.5g甲基丙烯酸N,N‑二甲基氨基乙酯来计；所述偶氮二异丁腈的用量以每毫升二氧六环中加入0.2～0.5mg偶氮二异丁腈来计。