一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物及其制备方法技术

一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物及其制备方法，该单硅氢功能化星形聚合物是由特定序列结构和微观结构的线形前驱体聚合物链偶联而成，线形前驱体是单硅氢DPE衍生物单体与通用单体的二元或多元共聚物，功能化星形聚合物数均分子量为1×10

A Class of Monosilicohydride Functionalized Star Polymers Suitable for Hydrosilylation Chemical Reactions and Their Preparation Methods

【技术实现步骤摘要】
一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物及其制备方法
本专利技术属于高分子材料合成与制备
，特别涉及到一类可用于高效硅氢加成的单取代1,1’-二苯基乙烯(DPE)衍生物，其特征在于通过单硅氢功能化DPE衍生物实现硅氢功能基团的定性、定量以及定位的引入到星形聚合物中，本专利技术所制备的硅氢功能化星形聚合物具有方便后功能化、高效接枝以及与相同分子量的线形聚合物相比具有溶液和本体黏度低的优势，这对聚合物的加工有重要意义。
技术介绍
线形、梳形和星形是三种比较典型的高分子链拓扑结构，线形高分子相当于侧链长度极短的梳形高分子，星形高分子相当于主链长度极短的梳形高分子。随着聚合技术的不断发展，为合成各种非线形结构的聚合物提供了可能，星形聚合物具有不同于其线形类似物的独特结构与功能，他们的合成及性能研究在近年来引起广泛关注。星形聚合物的研究对大分子量聚合物结构与性能之间的关系以及支化对聚合物溶液或溶体的整体性能的影响有着十分重要参考价值。而且星形聚合物与具有相同分子量的线形类似物相比较，在溶液中具有更小的动态力学尺寸，且具有更低的溶液和本体黏度，因此星形聚合物相比于线形聚合物来说具有更好的加工性能和机械性能，可用于如：流体改进剂、压敏粘合剂等很多方面，这对于聚合物的加工具有很重要的意义。星形聚合物只有一个支化点，是支链排列情况最简单的支化聚合物，也是了解支化聚合物溶液性质和流变行为理论的理想模型聚合物，其对科学家及高分子工作者来说具有重要的学术和工业价值。星形聚合物从合成方法上主要分为两类：先核后臂法和先臂后核法。(1)先核后臂法：通过多官能团引发剂引发单体聚合后可以得到确定臂数及臂长的星形聚合物，臂数是由引发基团的数目确定，臂长则是由初始单体与引发剂浓度之比确定。(2)先臂后核法：通过合成单官能团线形大分子(即星形聚合物的“臂”，通常是由活性聚合方法制备活性聚合物大分子链)，再加入多官能团偶联剂反应制备。通常采用氯硅烷或二乙烯基苯做偶联剂。近年来为了合成出具有更加鲜明性能的聚合物，高分子科学工作者从未停止过对聚合物结构与性能之间关系的探索，从而使聚合物具备所需性能，对聚合物进行功能化是使聚合物具备所需性能的最有效手段之一。星形聚合物由于其独特的结构，无论是链中还是链端功能化都具备更加高效的优势。在星形聚合物中引入硅氢功能基团对星形聚合物的后功能化具有很重要的意义，由于硅氢键与不饱和双键或三键都能够发生高效的硅氢加成反应，因而硅氢键的存在为星形聚合物的后功能化及高效的接枝反应提供了更加便利的条件。通过活性聚合的方法合成星形聚合物可以确保星形聚合物的线形前驱体具有相同的分子量及结构，运用阴离子聚合的方法合成星形链中功能化聚合物可以最大程度地满足“明确定性、准确定量、精确定位”。目前大连理工大学已经报道了在线形聚合物中引入硅氢功能基团，此线形聚合物利用单硅氢DPE衍生物与苯乙烯共聚，并近而对聚合物进行硅氢加成聚合形成线形梳状聚合物。[1.HuangW,MaH,HanL,etal.SynchronousRegulationofPeriodicityandMonomerSequenceduringLivingAnionicCopolymerizationofStyreneandDimethyl-[4-(1-phenylvinyl)phenyl]silane(DPE-SiH)[J].Macromolecules,2018:acs.macromol.8b00666.]将硅氢功能基团引入到星形聚合物中鲜有报道，由于硅氢功能基团的存在会给硅氢功能化星形聚合物的后功能化及接枝聚合带来极大的便利。含有硅氢功能基团的DPE衍生物共聚单体由于带有弱吸电子基团，因此此类DPE衍生物在阴离子共聚中具有很高的聚合反应活性，且此类DPE衍生物具有高效硅氢加成的功能位点，具有高效功能化的优势。这种硅氢功能化的星形聚合物由于硅氢功能基团的“定量、定位”引入，可以提高其后功能化及接枝聚合的效率，提高该类星形共聚物的使用性能，且星形聚合物与相同分子量的线形共聚物相比，在溶液中的动态力学尺寸更小，具有溶液和本体黏度低的特性，这对聚合物加工具有很重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物，该类星形聚合物具有高支化、高分子量、窄分布的特点，同时具有优异的物理机械性能和极佳的加工性能，该类星形聚合物通过添加不同种类及当量的偶联剂将具有不同序列结构及微观结构的线形前驱体进行偶联，得到不同臂数的硅氢功能化的星形聚合物，硅氢功能基团的引入为该类星形聚合物的后功能化及接枝聚合提供极大的便利。本专利技术的另一个目的在于提供一种上述硅氢功能化星形聚合物简单高效的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物，所述的单硅氢功能化星形聚合物是由特定序列结构和微观结构的线形前驱体聚合物链偶联而成，其线形前驱体共聚物链中或链端含有不少于2个单硅氢DPE衍生物单元。所述的线形前驱体是由单硅氢DPE衍生物单体与通用单体(苯乙烯、丁二烯或异戊二烯等)的二元或多元共聚物，其单硅氢DPE衍生物在该类共聚物中质量份数为2～78％。所述的单硅氢功能化星形聚合物数均分子量为1×104～800×104g/mol。该类星形聚合物是由链中含多硅氢功能化线形共聚物采用偶联剂偶联得到，臂数范围3～80，其单臂数均分子量为0.2×104～10×104g/mol。通过改变单硅氢DPE衍生物单体与通用单体(苯乙烯、丁二烯或异戊二烯等)的投料配比以及使用不同种类和当量的调节剂可以得到预定结构的硅氢功能化星形聚合物的线形前驱体，再通过添加不同种类及当量的偶联剂将上述线形前驱体偶联成不同臂数的适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物。即本专利技术通过改变调节剂的种类及用量可以使上述线形前驱体呈不同的微观结构和序列结构，以线形前驱体共聚物链中微观结构100％计，其中3,4结构含量为0～45％，cis-1,4结构含量为30～80％，trans-1,4结构含量为10～60％。所述的通用单体为苯乙烯、丁二烯或异戊二烯等。所述的单硅氢DPE衍生物单体为含单个硅氢功能化基团的1,1’-二苯基乙烯衍生物单体，单硅氢DPE衍生物单元的硅氢功能化基团可以连接在1,1’-二苯基乙烯中苯基的对位、间位或邻位；硅氢功能基团选自结构为-SiH(R)R’的官能团，R，R’选自甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、苯基，R，R’可以相同也可以不同。上述的含有单个硅氢功能基团的硅氢功能化的1,1’-二苯基乙烯衍生物选自二甲基-[4-(1-苯基乙烯基)苯基]硅烷、二甲基-[3-(1-苯基乙烯基)苯基]硅烷、二甲基-[2-(1-苯基乙烯基)苯基]硅烷、二乙基-[4-(1-苯基乙烯基)苯基]硅烷、二丙基-[4-(1-苯基乙烯基)苯基]硅烷、二异丙基-[4-(1-苯基乙烯基)苯基]硅烷、二叔丁基-[4-(1-苯基乙烯基)苯基]硅烷中的一种或几种的混合物。单硅氢DPE衍生物单体优选自二甲基-[4-(1-苯基乙烯基)苯基]硅烷，二甲基硅烷基基团可以在1,1’-二苯基乙烯中苯基的对位、间位或邻位。所述的该类星形共聚物中每个单硅氢DPE衍生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物，其特征在于：所述的单硅氢功能化星形聚合物是由特定序列结构和微观结构的线形前驱体聚合物链偶联而成，其线形前驱体共聚物链中或链端含有不少于2个单硅氢DPE衍生物单元；所述的线形前驱体是由单硅氢DPE衍生物单体与通用单体的二元或多元共聚物，其单硅氢DPE衍生物在该类共聚物中质量份数为2～78％；所述的单硅氢功能化星形聚合物数均分子量为1×10

【技术特征摘要】
1.一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物，其特征在于：所述的单硅氢功能化星形聚合物是由特定序列结构和微观结构的线形前驱体聚合物链偶联而成，其线形前驱体共聚物链中或链端含有不少于2个单硅氢DPE衍生物单元；所述的线形前驱体是由单硅氢DPE衍生物单体与通用单体的二元或多元共聚物，其单硅氢DPE衍生物在该类共聚物中质量份数为2～78％；所述的单硅氢功能化星形聚合物数均分子量为1×104～800×104g/mol；通过改变单硅氢DPE衍生物单体与通用单体的投料配比以及使用不同种类和当量的调节剂可以得到预定结构的硅氢功能化星形聚合物的线形前驱体，再通过添加不同种类及当量的偶联剂将上述线形前驱体偶联成不同臂数的适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物；所述的通用单体为苯乙烯、丁二烯或异戊二烯等；所述的单硅氢DPE衍生物单体为含单个硅氢功能化基团的1,1’-二苯基乙烯衍生物单体，单硅氢DPE衍生物单元的硅氢功能化基团可以连接在1,1’-二苯基乙烯中苯基的对位、间位或邻位；硅氢功能基团选自结构为-SiH(R)R’的官能团，R，R’选自甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、苯基，R，R’可以相同也可以不同。2.根据权利要求1所述的一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物，其特征在于：该类星形聚合物链中含有适用于高效硅氢加成的硅氢功能基团，可以与不饱和化合物进行硅氢加成反应：若不饱和化合物为功能化小分子可以在星形共聚物中引入所需功能基团，从而可以对上述星形共聚物进行后功能化；若不饱和化合物为大分子链可以在星形共聚物链中的每一个单硅氢DPE衍生物单元上连接一条大分子链，形成以星形共聚物的线形前驱体共聚物为主链，不饱和大分子链为侧链的“星形梳状”聚合物。3.根据权利要求1或2所述的一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物，其特征在于：通过改变调节剂的种类及用量可以使上述线形前驱体呈不同的微观结构和序列结构，以线形前驱体共聚物链中微观结构100％计，其中3,4结构含量为0～45％，cis-1,4结构含量为30～80％，trans-1,4结构含量为10～60％。4.根据权利要求1或2所述的一类适用于硅氢加成化学反应的单硅氢功能化星形聚合物，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杨，马庆驰，马红卫，冷雪菲，王艳色，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21