【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域，涉及杂元素聚合物及制备方法，具体涉及杂元素聚合物主链结构是有氮-硅元素、氮-硼元素、氮-金元素、氮-锡元素、氮-锗元素、氮-硒元素、氮-磷元素、氮-硅-金元素、氮-硅-硼-铱元素、氮-磷-铜-铅或氮-硅-硼-钕元素等组成的杂元素聚合物和制备所述杂元素聚合物的复分解聚合方法与应用。
技术介绍
1、目前公开的硅氮橡胶结构是指主链中含有环二硅氮烷链节的高分子量线形聚二有机基硅氧烷。具有较好的耐热性，430～480℃下不分解，425℃下不失重，570℃下失重仅10％。可由n,n′-(二苯基羟基硅基)四甲基环二硅氮烷与α,ω-二氨基六甲基三硅氧烷以及少量α,ω-二氨基三甲基乙烯基二硅氮烷反应来制取。用于耐400℃高温的橡胶密封材料，也可用作耐高温的弹性涂料。以n,n‘-(二苯基轻基硅基)四甲基环二硅氮烷与α,ω--二氨基六甲基三硅氧烷以及少量的α,ω-二氨基三甲基乙烯基二硅氮烷为原料，经聚合、脱除低沸物后而制得。由于主链结构中含有张力较大的4元环结构，不稳定，耐热性能不够高。
2、目前国内外主要采用二甲基二氯硅烷直接与氨气反应生成环二硅氮烷，再在萘钠引发下发生阴离子聚合得到硅氮高聚物[高分子通报，3,138-143,1995]。
3、特种橡胶、高端塑料、高端陶瓷、超导材料等及其制备方法国外仍处于研发阶段。
4、本专利技术偶然发现了主链是有氮-硅元素、氮-硼元素、氮-金元素、氮-锡元素、氮-锗元素、氮-硒元素、硼-硅元素、硼-金元素、硼-铟元素、硼-钇元素、硼-钕元素、硼-钯
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种杂元素聚合物，其中所述杂元素聚合物是主链完全由杂原子组成的聚合物，具体包括但不限于主链含有氮-硅元素、氮-硼元素、氮-金元素、氮-锡元素、氮-锗元素、氮-硒元素、硼-硅元素、硼-金元素、硼-铟元素、硼-钇元素、硼-钕元素、硼-钯元素、硼-铱元素、氮-硼-硅-镁元素、氮-硼-硅-钯元素、氮-硼-硅-铂元素、氮-磷-铜-铅、氮-硅-金元素、氮-硅-硼-铱元素、氮-硅-硼-钕元素或氮-磷元素等的杂元素聚合物，所述杂元素聚合物的分子量在80-5000000g/mol之间；其中，所述杂元素是元素周期表中除碳元素以外的所有元素，选自二价金属或二价非金属、三价金属或三价非金属元素、或四价金属或四价非金属元素，优选n，p，b，cu，pb，as，in，al，au，ir，pt，rh，ru，pd，ni，mg，fe，cr，zr，ti，hf，nd，tl，ce，y，ge，se，sn或si；制备的杂元素聚合物耐温性能优异，熔融温度在250-2000℃之间，在高温环境下具有优异的稳定性。
2、本专利技术的又一目的在于提供一种杂元素聚合物制备方法，其中所述杂元素聚合物制备方法是复分解聚合方法，本制备方法的工艺简单、安全、成本低、操作方便，对设备要求低，能耗小，环境污染小；这种杂元素聚合物可做为橡胶基料、有机金属聚合物等，也可作为高端新型陶瓷的基料，以及其他高端材料例如超导材料等。
3、本专利技术的又一目的在于提出了杂元素聚合物新结构的构思，通过化学键把非金属元素氮、硼、磷、硅、硫等与金属元素链接在一起，这种非金属元素-金属元素杂化聚合物再在200-3000℃进行加热处理获得非常有用的新材料。本专利技术受到普通化学(无机化学)中复分解反应(nacl与agno3反应生成agcl和nano3)的启发，提出了复分解聚合反应(metathetical polymerization reaction,缩写mpr)合成杂元素聚合物(非金属元素-非金属元素杂化聚合物和非金属元素-金属元素杂化聚合物、金属元素-金属元素杂化聚合物)理论。本专利技术偶然发现的复分解聚合方法，是高效制备主链是有氮-硅元素、氮-硼元素、氮-金元素、氮-锡元素、氮-锗元素、氮-硒元素、硼-硅元素、硼-金元素、硼-铟元素、硼-钇元素、硼-钕元素、硼-钯元素、硼-铱元素、氮-硼-硅-镁元素、氮-硼-硅-钯元素、氮-硼-硅-铂元素、氮-硅-金元素、氮-硅-硼-铱元素、氮-磷-铜-铅、氮-硅-硼-钕元素、氮-硅-硼-磷-钕元素或氮-磷元素等组成的杂元素聚合物的方法，杂元素聚合物的分子量在80-5000000g/mol之间；这些杂元素聚合物可作为高端新型陶瓷的基料，以及其他高端材料例如超导材料的基料等，在200-3000℃进行加热处理获得非常有用的新材料。
4、杂元素聚合物及制备方法与应用，其特征在于：本专利技术主张的杂元素聚合物是符合通式(1)的杂元素聚合物，其中所述杂元素聚合物是主链含有氮-硅元素、氮-硼元素、氮-金元素、氮-锡元素、氮-锗元素、氮-硒元素、氮-铟元素、氮-锆元素、氮-钯元素、氮-钕元素、氮-铱元素、氮-钇元素、氮-铂元素、硼-硅元素、硼-金元素、硼-铟元素、硼-钇元素、硼-钕元素、硼-钯元素、硼-铱元素、氮-硼-硅-镁元素、氮-硼-硅-钯元素、氮-硼-硅-铂元素、氮-硅-金元素、氮-硅-硼-铱元素、氮-硅-硼-钕元素、氮-硅-硼-钕-铟元素、氮-磷-铜-铅或氮-磷元素等的杂元素聚合物，所述杂元素聚合物的分子量在80-5000000g/mol之间；其中，所述杂元素是元素周期表中除碳元素以外的所有元素，选自二价金属或二价非金属、三价金属或三价非金属元素、或四价金属或四价非金属元素，优选n，p，b，cu，pb，a本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.杂元素聚合物，其特征在于：所述杂元素聚合物是符合通式(1)的聚合物，其中，所述杂元素聚合物是主链完全有杂原子组成的聚合物，具体包括主链含有氮-硅元素、氮-锡元素、氮-硒元素、氮-硼元素、氮-金元素、氮-砷元素、氮-磷元素、氮-硅-金元素、氮-硅-硼-铱元素、氮-硅-硼-钕-铟元素、氮-硅-硼-铟-铱元素、氮-磷-铜-铅元素、氮-硅-硼-磷-钕元素或氮-硅-硼-钕元素、或氮-磷元素的杂元素聚合物，所述杂元素聚合物的分子量在80-500000g/mol之间；其中，所述杂元素是二价金属或二价非金属、三价金属或三价非金属元素、或四价金属或四价非金属元素，其中，所述通式(1)中R1或R2是C1-C30的烷基，C1-C30的含卤素烷基，C3-C30的环烷基，C3-C30的含卤素环烷基，C6-C30的芳基或C6-C30的含卤素芳基；R3选自H、卤素、C1-C30的烷基、C1-C30的含卤素烷基、C3-C30的环烷基、C3-C30的含卤素环烷基、C6-C30的芳基或C6-C30的含卤素芳基或不存在；其中所述n是聚合度，是大于1的整数；所述通式(1)中Q是二价金属或二价非金属元素、三价金属或三
2.根据权利要求1所述的杂元素聚合物，其特征在于：所述符合通式(1)的杂元素聚合物，其中，通式(1)中Q选自P，B，Cu，Pb，As，In，Al，Au，Ir，Pt，Rh，Ru，Pd，Ni，Mg，Fe，Cr，Zr，Ti，Hf，Nd，Tl，Ce，Y，Ge，Se，Sn或Si中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的杂元素聚合物，其特征在于：所述符合通式(1)的杂元素聚合物是由符合通式(2)的化合物与拔氢试剂反应，生成符合通式(3)或符合通式(4)的化合物，其中所述符合通式(3)的化合物或符合通式(4)的化合物是具有较多离子型特征的化合物，其中所述拔氢试剂是烷基锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属钙或格氏试剂；其中所述烷基锂选自正丁基锂的0.5-4M的己烷溶液；
4.根据权利要求1所述的杂元素聚合物，其特征在于：所述符合通式(1)的杂元素聚合物是由符合通式(2)的化合物与拔氢试剂反应，生成符合通式(3)的化合物或符合通式(4)的化合物；符合通式(3)的化合物或符合通式(4)的化合物与符合通式(5)的化合物或符合通式(6)的化合物或符合通式(7)的化合物在惰性有机溶剂中发生复分解聚合反应，得到符合通式(1)的杂元素聚合物，复分解聚合反应的温度是-70-150℃，复分解聚合反应的时间是0.5-20小时，复分解聚合反应的压力是0.05-20MPa；其中所述惰性有机溶剂是四氢呋喃、二氧六环、C6-C20的芳烃、C5-C20的烷烃或C5-C20的环烷烃，其中所述惰性有机溶剂与符合通式(2)的化合物的质量比是100：(5-40)；其中所述拔氢试剂是烷基锂、金属钠、金属钾、金属镁、金属钙或格氏试剂；
...【技术特征摘要】
1.杂元素聚合物，其特征在于：所述杂元素聚合物是符合通式(1)的聚合物，其中，所述杂元素聚合物是主链完全有杂原子组成的聚合物，具体包括主链含有氮-硅元素、氮-锡元素、氮-硒元素、氮-硼元素、氮-金元素、氮-砷元素、氮-磷元素、氮-硅-金元素、氮-硅-硼-铱元素、氮-硅-硼-钕-铟元素、氮-硅-硼-铟-铱元素、氮-磷-铜-铅元素、氮-硅-硼-磷-钕元素或氮-硅-硼-钕元素、或氮-磷元素的杂元素聚合物，所述杂元素聚合物的分子量在80-500000g/mol之间；其中，所述杂元素是二价金属或二价非金属、三价金属或三价非金属元素、或四价金属或四价非金属元素，其中，所述通式(1)中r1或r2是c1-c30的烷基，c1-c30的含卤素烷基，c3-c30的环烷基，c3-c30的含卤素环烷基，c6-c30的芳基或c6-c30的含卤素芳基；r3选自h、卤素、c1-c30的烷基、c1-c30的含卤素烷基、c3-c30的环烷基、c3-c30的含卤素环烷基、c6-c30的芳基或c6-c30的含卤素芳基或不存在；其中所述n是聚合度，是大于1的整数；所述通式(1)中q是二价金属或二价非金属元素、三价金属或三价非金属元素或四价金属或四价非金属元素；当q是二价金属或二价非金属元素，r2和r3都不存在；当q是三价金属或三价非金属元素，所述通式(1)中r2是c1-c30的烷基、c1-c30的含卤素烷基、c3-c30的环烷基、c3-c30的含卤素环烷基、c6-c30的芳基或c6-c30的含卤素芳基，r3不存在；当q是四价金属或四价非金属元素，所述通式(1)中r1或r2是c1-c30的烷基、c1-c30的含卤素烷基、c3-c30的环烷基、c3-c30的含卤素环烷基、c6-c30的芳基或c6-c30的含卤素芳基，r3选自h、卤素、c1-c30的烷基、c1-c30的含卤素烷基、c3-c30的环烷基、c3-c30的...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷剑兰，黄斯璜，黄启谷，
申请(专利权)人：北京国达恒泰科贸有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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