一种超支化聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超支化聚合物及其制备方法，将二氯甲基乙烯基硅烷和硼烷二甲基硫醚化合物在一定温度下以一定比例在某种溶剂中反应得到含BC3结构的中间体，然后加入一定比例的二氯甲基乙烯基硅烷，二氯甲基硅烷和六甲基二硅杂氮烷在一定温度下反应形成聚合物，最后在较高温度下减压抽去小分子，得到纯净终产物。本发明专利技术具有操作简便，设备要求低的特点，适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种超支化聚合物及其制备方法
本专利技术属于化学
，涉及一种超支化聚合物及其制备方法，具体地说，涉及一种常温可溶硅硼碳氮超支化聚合物及其制备方法。
技术介绍
有机先驱体法因其分子可设计性好，交联温度低，易于加工成型，陶瓷转化裂解温度低以及陶瓷产物性能良好等特点，是现在制备Si-B-C-N陶瓷材料的热门方法。利用含双键的氯硅烷和硼烷络合物发生硼氢化反应得到含B结构的中间产物后，再用胺类化合物和中间体反应，氨解得到含Si、B、C和N元素的聚合物烧结成的陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、低密度等优点，在航空、航天、能源、机械、交通和冶金等诸多领域有着广泛应用前景。然而在现有的文献报道中，上述制备方法常常因选择的胺类化合物活性太强，得到的聚合物不溶不熔，既难以改变其形态而造成加工方法上的局限性，也难以和其他化合物均匀混合分散而限制了应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的Si-B-C-N先驱体不溶不熔的缺陷，提供一种超支化聚合物及其制备方法，将二氯甲基乙烯基硅烷和硼烷二甲基硫醚化合物在一定温度下以一定比例在某种溶剂中反应得到含BC3结构的中间体，然后加入一定比例的二氯甲基乙烯基硅烷，二氯甲基硅烷和六甲基二硅杂氮烷在一定温度下反应形成聚合物，最后在较高温度下减压抽去小分子，得到纯净终产物。其具体技术方案为：一种超支化聚合物，其结构式为：一种超支化聚合物及其制备方法，包括以下步骤：步骤a，中间产物TDSB的合成：在预先通入氩气和冰浴条件下，向250ml的单口烧瓶，分别用注射器将二氯甲基乙烯基硅烷和硼烷二甲硫醚按摩尔比3∶1注入；投料完毕后，让冰块自然融化，缓慢升至室温；猛烈搅拌，反应24h；步骤b，超支化聚合物的合成：在通着氩气和室温条件下，向步骤a中的单口烧瓶，用注射器分别注入一定量的二氯甲基乙烯基硅烷，二氯甲基硅烷和六甲基二硅杂氮烷；注射完毕后，升温至60℃，反应2h，然后升温至110℃，反应12h，并收集蒸出来的小分子化合物；最后在180℃反应2h，并减压抽去小分子化合物，得到超支化聚合物。进一步优选，步骤a中，中间产物TDSB的结构式为进一步优选，步骤b中合成超支化聚合物为PSBCN-1，所用TDSB、二氯甲基硅烷和六甲基二硅杂氮烷的物质的量比为1∶5∶11；合成超支化聚合物如PSBCN-2所用TDSB、二氯甲基乙烯基硅烷、二氯甲基硅烷、和六甲基二硅杂氮烷的物质的量比为1∶1∶2∶9。进一步优选，所述超支化聚合物为PSBCN-1，可溶于四氢呋喃、氯仿和甲苯等有机溶剂，结构式为进一步优选，所述超支化聚合物为PSBCN-2，可溶于四氢呋喃、氯仿和甲苯等有机溶剂，结构式为与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1)一锅法制备，操作简便，设备要求低；2)不会产生难分离的铵盐，产生的的副产物三甲基氯硅烷沸点低，容易抽走，得到的产物纯度非常高；3)合成的聚合物常温下溶于四氢呋喃等常用溶剂，不但有利于后续的表征测试，有利于溶液纺丝等多种加工方法，而且可以和其他化合物通过溶液法共混制备多功能材料。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。实施例1，聚合物PSBCN-1的合成。在预先通入高纯氩气(纯度99.999％，下同)和冰浴条件下，向250ml的单口烧瓶中，分别用注射器注入10.50g的二氯甲基乙烯基硅烷和10.68g浓度为2mol/L的硼烷二甲硫醚的四氢呋喃溶液。投料完毕后，关闭通气阀门，让冰块自然融化，缓慢升至室温。猛烈搅拌，反应24h后，将反应瓶转移到剩有二甲基硅油的油浴锅中。打开通气阀门通入氩气，用注射器分别注入14.47g的二氯甲基硅烷和44.18g的六甲基二硅杂氮烷后，接上蒸馏装置，继续通气5min后关闭通气阀门。将油浴锅温度升至60℃，反应2h后，将油浴锅温度升至110℃，反应12h，蒸出大部分四氢呋喃和三甲基氯硅烷后，将油浴锅温度升至180℃，反应2h。打开通气阀门通入高纯氩气，卸去蒸馏装置，塞上瓶塞，关闭通气阀门。在单口烧瓶上的通气嘴接上带冷阱的真空装置。打开真空泵，抽去管道内空气后，往冷阱中倒入液氮，缓慢打开单口烧瓶上的通气阀门，保持180℃，减压抽去小分子，大约2h后，反应瓶中不再有泡沫产生，关闭油浴锅控温开关，让油浴温度降至50℃以下，得到淡黄色粘稠油状产物。最后，关闭反应瓶上通气阀，卸去真空装置，往反应瓶中通入高纯氩气。经称量得到产物17.23g。经测量，产物的数均分子量Mn为2900g/mol，重均分子量Mw为4700g/mol，多分散系数Mw/Mn为1.614。实施例2，聚合物PSBCN-2的合成。在预先通入高纯氩气和冰浴条件下，向250ml的单口烧瓶中，分别用注射器注入10.63g的二氯甲基乙烯基硅烷和10.71g浓度为2mol/L的硼烷二甲硫醚的四氢呋喃溶液。投料完毕后，关闭通气阀门，让冰块自然融化，缓慢升至室温。猛烈搅拌，反应24h后，将反应瓶转移到剩有二甲基硅油的油浴锅中。打开通气阀门通入高纯氩气，用注射器分别注入5.96g的二氯甲基硅烷、3.70g的二氯甲基乙烯基硅烷和32.38g的六甲基二硅杂氮烷后，接上蒸馏装置，继续通气5min后关闭通气阀门。将油浴锅温度升至60℃，反应2h后，将油浴锅温度升至110℃，反应12h，蒸出大部分四氢呋喃和三甲基氯硅烷后，将油浴锅温度升至180℃，反应2h。打开通气阀门通入高纯氩气，卸去蒸馏装置，塞上瓶塞，关闭通气阀门。在单口烧瓶上的通气嘴接上带冷阱的真空装置。打开真空泵，抽去管道内空气后，往冷阱中倒入液氮，缓慢打开单口烧瓶上的通气阀门，保持180℃，减压抽去小分子，大约2h后，反应瓶中不再有泡沫产生，关闭油浴锅控温开关，让油浴温度降至50℃以下，得到淡黄色粘稠油状产物。最后，关闭反应瓶上通气阀，卸去真空装置，往反应瓶中通入高纯氩气。经称量得到产物13.53g。经测量，产物的数均分子量Mn为2700g/mol，重均分子量Mw为4600g/mol，多分散系数Mw/Mn为1.702。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，对专利技术而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在专利技术权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超支化聚合物，其特征在于，其结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种超支化聚合物，其特征在于，其结构式为：2.一种超支化聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a，中间产物TDSB的合成：在预先通入氩气和冰浴条件下，向250ml的单口烧瓶，分别用注射器将二氯甲基乙烯基硅烷和硼烷二甲硫醚按摩尔比3∶1注入；投料完毕后，让冰块自然融化，缓慢升至室温；猛烈搅拌，反应24h；步骤b，超支化聚合物的合成：在通着氩气和室温条件下，向步骤a中的单口烧瓶，用注射器分别注入一定量的二氯甲基乙烯基硅烷，二氯甲基硅烷和六甲基二硅杂氮烷；注射完毕后，升温至60℃，反应2h，然后升温至110℃，反应12h，并收集蒸出来的小分子化合物；最后在180℃反应2h，并减压抽去小分子化合物，得到超支化聚合物。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔杰，王敏君，安立楠，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61