基于咪唑盐离子液体制备功能化有机硅材料及其性能研究
发布时间：2021-08-30 08:49
聚离子液体（PILs）是一类聚合物链重复单元中含有离子液体（IL）的特殊聚合物。PILs将IL的独特理化性质（如高离子电导率、低饱和蒸气压、宽的电化学窗口、可调性、良好的热稳定性和化学稳定性）与聚合物的固有特性（如出色的可加工性,良好的机械稳定性和易于官能化等）相结合。PIL拓宽了 IL的性能和应用,近年来在高分子化学与物理、催化、分离、分析化学、材料科学等领域引起广泛关注。有机硅高分子材料由于Si-O键的特殊结构,相较于其他高分子材料具有许多独特且优异的性能,如耐高低温、耐候性、耐辐照、生物相容性、绝缘性好、玻璃化转变温度低等,已广泛应用在国防军工、电子电气、医疗卫生、轻工、化工、建筑等领域。随着智能材料的兴起,有机硅材料由于其生物相容性、透明性、柔性等特点广泛应用于智能材料。同时离子液体的导电性高、稳定性好、可调性好等特点使其在智能材料领域成为热点,我们尝试将离子液体与有机硅高分子相结合,制备兼具二者优异特性的高分子智能材料。在本文中,我们以咪唑盐离子液体为例,研究了咪唑盐有机硅材料的合成及性能。主要工作如下:1.以1,3-双（3-氨基丙基）四甲基二硅氧烷（BAPTMS）为主要原料...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?（ａ）种子乳液聚合过程图；（ｂ）开环易位聚合图??Ｆｉｕｒｅ?１．１ａＴｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃｌｏｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｅｅｄｅｄ?ｅｍｕｌｓｉｏｎｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ．ｂＴｈｅ??
?山东大学硕士学位论文???酸丁酯用作致孔剂，合成了多孔聚离子液体－二乙烯苯微球４。如图１．１（ｂ）所示，??Ｈｅ等首先合成了咪唑鐺官能化的降冰片烯和苯官能化的降冰片烯，然后使用??Ｇｒｕｂｂｓ第一代催化剂通过ＲＯＭＰ将它们共聚，合成了具有良好热稳定性的降冰??片烯离子液体嵌段共聚物５。??１．１．１．２可控活性自由基聚合??许多常规的自由基聚合方法很难控制聚合物的链长、结构，为了优化聚离子??液体的性能，需要合成具有可控分子量，窄分子量分布和有序形态或结构的聚离??子液体链３。可控活性自由基聚合（原子转移自由基聚合（ＡＴＲＰ）和可逆加成－??断裂链转移聚合（ＲＡＦＴ））在解决此类问题上取得了巨大进展。Ｃｈｅｎ等以Ｓ，Ｓ＿??二苄基三硫代碳酸酯作为链转移剂通过ＲＡＦＴ聚合，制备了分子量可控的三种不??同反离子的咪唑基丙烯酸酯聚合物。研究表明，不同的抗衡阴离子对ＲＡＦＴ聚合??速率有重要影响６。Ｈｅ等通过电子转移原子转移自由基聚合（ＡＲＧＥＴＡＴＲＰ）在??ｐｐｍ级铜催化剂作用下，合成了分子量可控且分子量分布窄（ＰＤＩ＝１．１－１．３）的聚??离子液体（图１．２）。将［ＶＢＢＩＭ］［Ｔｆ２Ｎ］与三（２－吡啶基甲基）胺在ｐｐｍ级铜催化??下聚合，通过缓慢添加还原剂，合成的聚离子液体实现了高度的链端功能化７。??（Ｔ?ＥＢｉＢ，?ＣｕＢｒ２，?ＴＰＭＡ?（ｆ?Ｊ??Ｌｎ?ＢｕＣＮ，９０?°Ｃ?Ｌｎ??＜０?＜０??＆０—运＿辦＿吞＿￡＾３?ｈＣ—Ｓ—Ｎ—Ｓ—ＣＦｊ??０?０?Ｏ?Ｏ??图１．２电子转移原子转移自由基聚合法合成聚离子液体??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ＰＩＬ
硕士学位论文???反应，生成新的Ｃ－Ｎ键和Ｃ－Ｓ键的过程。Ｚａｒｅ等将二叠氮基乙二醇和含离子液??体的炔经通过ＣｕＡＡＣ，制备了含聚乙二醇的聚离子液体９。Ｍｕｄｒａｂｏｙｉｎａ等人进??一步拓宽了?ＣｕＡＡＣ反应用于聚离子液体合成的应用范围。他们将ＣｕＡＡＣ与??１，２，３－三唑季铵化、阴离子复分解和直接聚合方法相结合，合成了新的含有１，２，３－??三哩鎗带电基团的聚离子液体１Ｑ。Ｂｒａｔｔｏｎ等通过硫醇－稀光聚合制备了主链和侧??链均含有咪唑鎗基团的共价交联的聚离子液体网络（图１．３）?＼??Ｈ）。丫？ＳＨ??＇?－Ｕｆ?＼?＾??Ｎ?１ｇ－ｈ?ＮＴｆｆ??ＷＭＴｆｆ??图１．３巯基－烯光聚合法制备共价交联聚离子液体网络??Ｆｉｇｕｒｅｌ．３?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｖａｌｅｎｔｌｙ?ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ?ｐｏｌｙ（ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ）?ｎｅｔｗｏｒｋｓ?ｕｓｉｎｇ?Ｔｈｉｏｌ－Ｅｎｅ??ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ??１．１．１．４?Ｐｏｌｙ－Ｒａｄｚｉｓｚｅ、ｖｓｋｉ?反应??自由基反应的步骤繁琐且收率低，点击反应额外官能团的合成耗时且昂贵。??一种合成简单、便宜且收率高的合成聚离子液体的方法成为亟待解决的问题。能??够简便的合成聚离子液体的一种方法是在聚合过程中生成离子液体部分。??Ｒａｄｚｉｓｚｅｗｓｋｉ反应是由Ｄｅｂｕｓ和Ｒａｄｚｉｓｚｅｗｓｋｉ于１００多年前提出的一种在温和条??件下产生咪唑的高效多组分反应（ＭＣＲ）?１２，１３。这种工业反应仍在广泛用于合成??工业常用前体咪唑。用伯胺取代氨并对反应条件进行稍微的变化，就能够合成咪??唑鎗盐。近来ＭＣＲ已成功地用于
【参考文献】：
期刊论文
[1]含N,N-二（烯丙基）-γ-氨丙基侧链的新型硅橡胶的研究[J]. 杜作栋,于静. 合成橡胶工业. 1986(06)
博士论文
[1]基于氨丙基硅氧烷制备有机硅化合物和聚合物及其性能研究[D]. 卢杭.山东大学 2018
硕士论文
[1]聚硅氧烷-聚氨酯弹性体的制备与性能研究[D]. 程阳.山东大学 2019
[2]有机硅改性聚脲弹性体的合成及性能研究[D]. 庞博.山东大学 2018
[3]基于聚硅氧烷基聚氨酯的新型医用敷料的设计、制备与性能研究[D]. 何德柳.华南理工大学 2016
[4]聚硅氧烷的合成与分析研究[D]. 王彦琳.浙江大学 2008
本文编号：3372466
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?（ａ）种子乳液聚合过程图；（ｂ）开环易位聚合图??Ｆｉｕｒｅ?１．１ａＴｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃｌｏｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｅｅｄｅｄ?ｅｍｕｌｓｉｏｎｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ．ｂＴｈｅ??
?山东大学硕士学位论文???酸丁酯用作致孔剂，合成了多孔聚离子液体－二乙烯苯微球４。如图１．１（ｂ）所示，??Ｈｅ等首先合成了咪唑鐺官能化的降冰片烯和苯官能化的降冰片烯，然后使用??Ｇｒｕｂｂｓ第一代催化剂通过ＲＯＭＰ将它们共聚，合成了具有良好热稳定性的降冰??片烯离子液体嵌段共聚物５。??１．１．１．２可控活性自由基聚合??许多常规的自由基聚合方法很难控制聚合物的链长、结构，为了优化聚离子??液体的性能，需要合成具有可控分子量，窄分子量分布和有序形态或结构的聚离??子液体链３。可控活性自由基聚合（原子转移自由基聚合（ＡＴＲＰ）和可逆加成－??断裂链转移聚合（ＲＡＦＴ））在解决此类问题上取得了巨大进展。Ｃｈｅｎ等以Ｓ，Ｓ＿??二苄基三硫代碳酸酯作为链转移剂通过ＲＡＦＴ聚合，制备了分子量可控的三种不??同反离子的咪唑基丙烯酸酯聚合物。研究表明，不同的抗衡阴离子对ＲＡＦＴ聚合??速率有重要影响６。Ｈｅ等通过电子转移原子转移自由基聚合（ＡＲＧＥＴＡＴＲＰ）在??ｐｐｍ级铜催化剂作用下，合成了分子量可控且分子量分布窄（ＰＤＩ＝１．１－１．３）的聚??离子液体（图１．２）。将［ＶＢＢＩＭ］［Ｔｆ２Ｎ］与三（２－吡啶基甲基）胺在ｐｐｍ级铜催化??下聚合，通过缓慢添加还原剂，合成的聚离子液体实现了高度的链端功能化７。??（Ｔ?ＥＢｉＢ，?ＣｕＢｒ２，?ＴＰＭＡ?（ｆ?Ｊ??Ｌｎ?ＢｕＣＮ，９０?°Ｃ?Ｌｎ??＜０?＜０??＆０—运＿辦＿吞＿￡＾３?ｈＣ—Ｓ—Ｎ—Ｓ—ＣＦｊ??０?０?Ｏ?Ｏ??图１．２电子转移原子转移自由基聚合法合成聚离子液体??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ＰＩＬ
硕士学位论文???反应，生成新的Ｃ－Ｎ键和Ｃ－Ｓ键的过程。Ｚａｒｅ等将二叠氮基乙二醇和含离子液??体的炔经通过ＣｕＡＡＣ，制备了含聚乙二醇的聚离子液体９。Ｍｕｄｒａｂｏｙｉｎａ等人进??一步拓宽了?ＣｕＡＡＣ反应用于聚离子液体合成的应用范围。他们将ＣｕＡＡＣ与??１，２，３－三唑季铵化、阴离子复分解和直接聚合方法相结合，合成了新的含有１，２，３－??三哩鎗带电基团的聚离子液体１Ｑ。Ｂｒａｔｔｏｎ等通过硫醇－稀光聚合制备了主链和侧??链均含有咪唑鎗基团的共价交联的聚离子液体网络（图１．３）?＼??Ｈ）。丫？ＳＨ??＇?－Ｕｆ?＼?＾??Ｎ?１ｇ－ｈ?ＮＴｆｆ??ＷＭＴｆｆ??图１．３巯基－烯光聚合法制备共价交联聚离子液体网络??Ｆｉｇｕｒｅｌ．３?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｖａｌｅｎｔｌｙ?ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ?ｐｏｌｙ（ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ）?ｎｅｔｗｏｒｋｓ?ｕｓｉｎｇ?Ｔｈｉｏｌ－Ｅｎｅ??ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ??１．１．１．４?Ｐｏｌｙ－Ｒａｄｚｉｓｚｅ、ｖｓｋｉ?反应??自由基反应的步骤繁琐且收率低，点击反应额外官能团的合成耗时且昂贵。??一种合成简单、便宜且收率高的合成聚离子液体的方法成为亟待解决的问题。能??够简便的合成聚离子液体的一种方法是在聚合过程中生成离子液体部分。??Ｒａｄｚｉｓｚｅｗｓｋｉ反应是由Ｄｅｂｕｓ和Ｒａｄｚｉｓｚｅｗｓｋｉ于１００多年前提出的一种在温和条??件下产生咪唑的高效多组分反应（ＭＣＲ）?１２，１３。这种工业反应仍在广泛用于合成??工业常用前体咪唑。用伯胺取代氨并对反应条件进行稍微的变化，就能够合成咪??唑鎗盐。近来ＭＣＲ已成功地用于
【参考文献】：
期刊论文
[1]含N,N-二（烯丙基）-γ-氨丙基侧链的新型硅橡胶的研究[J]. 杜作栋,于静. 合成橡胶工业. 1986(06)
博士论文
[1]基于氨丙基硅氧烷制备有机硅化合物和聚合物及其性能研究[D]. 卢杭.山东大学 2018
硕士论文
[1]聚硅氧烷-聚氨酯弹性体的制备与性能研究[D]. 程阳.山东大学 2019
[2]有机硅改性聚脲弹性体的合成及性能研究[D]. 庞博.山东大学 2018
[3]基于聚硅氧烷基聚氨酯的新型医用敷料的设计、制备与性能研究[D]. 何德柳.华南理工大学 2016
[4]聚硅氧烷的合成与分析研究[D]. 王彦琳.浙江大学 2008
本文编号：3372466
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