一种多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体及其制备方法与应用。式(I)所示多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体，R为多臂化合物的烷基，R1、R2和R3均选自下述基团：甲氧基、乙氧基、甲基和苯基；m为1～10之间的自然数，n为3～24之间的自然数；本发明专利技术提供了上述多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体的制备方法，包括如下步骤：多臂端烯基化合物与式(II)所示巯基硅烷在光照下进行反应即得；本发明专利技术还提供了另一种上述多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体的制备方法，包括如下步骤：多臂巯基化合物与式(III)所示端烯基硅烷在光照下进行反应即得。本发明专利技术提供的桥联倍半硅氧烷单体分子链中含有柔顺性很好的硫原子，其可进一步制备桥联聚倍半硅氧烷和气凝胶，本发明专利技术提供的气凝胶具有优良的弹性。

Multi arm sulfur bridged silsesquioxane monomer and preparation method and application thereof

The invention discloses a multi arm sulfur bridged silsesquioxane monomer and a preparation method and application thereof. Type (I) shown in the multi arm sulfur bridged silsesquioxane monomer, R for multi arm compound alkyl, R1, R2 and R3 are selected from the following groups: methoxy, ethoxy, methyl and phenyl; m is 1 ~ 10 between the natural numbers, n is 3 ~ 24 natural number; the invention provides the multi arm sulfur bridged silsesquioxane monomer preparation method comprises the following steps: multi arm alkenyl compound with the formula (II) shown 3-Mercaptopropyltrimethoxysilane reaction under illumination is obtained; the invention also provides another of the sulfur bridged half arm siloxane monomer preparation method comprises the following steps: multi arm type (III) and thiol compounds shown in alkenyl silane reaction in the light of the. Containing sulfur atoms flexibility good bridged silsesquioxane monomer molecular chain of the invention, the further preparation of bridged Polysilsesquioxanes and aerogel, aerogel provided by the invention has excellent flexibility.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体及其制备方法与应用，属于桥联倍半硅氧烷

技术介绍
桥联倍半硅氧烷单体是一种包含可变有机桥联基团和两个或多个三烷氧基硅烷基团的小分子，这种小分子经过烷氧基的水解缩合可以制备桥联聚倍半硅氧烷-一种化学稳定和热稳定性能优异的新型有机-无机杂化材料，这种材料兼具无机物和有机物的特性。有机桥联基团的灵活可变赋予了桥联聚倍半硅氧烷分子多样性，再加上温和的溶胶-凝胶条件以及该材料制备片材、薄膜、纤维等广泛的加工适应性，使其成为先进材料科学与技术中的一类关键材料。这类材料的多样性和许多独特性能都来源于桥联的有机基团，这些有机基团通过S1-C以共价键的形式键结在三烷氧基硅烷聚合物上。有机基团的组成、长度、刚性、取代基的几何尺寸和官能团度均可根据实际需求进行调整。这些有机桥联基团是杂化材料的内在组成部分，所以它的变化就为调节诸如孔隙率、热稳定性、折射率、光学性质、耐化学性、憎水性和介电常数等材料的整体性能提供了可能，也可以避免有机相和无机相在较大尺度上出现相分离。材料整体化学及物理性质上的灵活可调，使得此类材料成为光学器件制造、催化剂载体和陶瓷前躯体等应用领域中的优异候选材料。其中，含硫聚合物具有高折射率特点，透明性优良而且兼具良好的耐热性，并且由于硫原子能够赋予分子链以柔顺性，所以含硫聚合物材料通常还具有较好的柔韧性。制备桥联单体的方法很多，其中最常用的有三种方法:①芳香基、烷基、炔基前驱体的金属化，然后再与四官能的硅烷反应；②二烯类(多烯类)的氢化硅烷化，或者是不常用的二炔类，③两官能度的有机基团与带有可反应官能团的有机三烷基硅烷反应。方法①需要采用Grignard试剂、有机锂或是金属`氢化物对三烷氧基硅烷进行处理，使得合成工艺复杂，反应条件苛刻；方法②通常要采用贵金属催化剂，如氯钼酸、Karsted催化剂等来催化碳碳双键上二氯娃烧或二烧氧基娃烧的S1-H基团的加成反应。方法③是指当二烧氧基硅烷带有一个亲电基团时，可以与带有亲核基团的有机分子发生反应，通过这种方法得到的桥联单体一般只有6个烷氧基。综上所述，现有方法主要使用金属催化剂，存在工艺复杂，反应条件苛刻，以及反应转化率不高等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体及其制备方法与应用。本专利技术提供的式(I)所示多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体，权利要求1.式(I)所示多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体，2.根据权利要求1所述的多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体，其特征在于:R为式(1-1)、(1-2)和(1-3)中任一所述基团；m为I 10的自然数，η为3 8之间的自然数；3.根据权利要求1所述的多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体，其特征在于:R为式(1-4)、(1-5)和(1-6)中任一所述基团；m为2 10的自然数，η为3 8之间的自然数。4.权利要求1或2所述多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体的制备方法，包括如下步骤:多臂端烯基化合物与式(II)所示巯基硅烷在光照下进行反应即得；5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:所述多臂端烯基化合物为式(1-1’)、(1-2’ )和(1-3’ )中任一所述化合物；6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于:所述反应的温度为15°C 30°C;所述光照的强度为2 300mW/cm2 ;所述反应的时间为5min 48h ;所述反应在光引发剂存在的条件下进行；所述光引发剂的用量为式(II)所示巯基硅烷物质的量的0.05% 5%。7.权利要求1或3所述多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体的制备方法，包括如下步骤:多臂巯基化合物与式(III)所示端烯基硅烷在光照下进行反应即得；8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述多臂巯基化合物为式(1-4’)、(1-5’)和(1-6’ )中任一所述化合物；9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于:所述反应的温度为15°C 30°C;所述光照的强度为2 300mW/cm2 ;所述反应的时间为5min 48h ;所述反应在光引发剂存在的条件下进行；所述光引发剂的用量为所述多巯基化合物中巯基的物质的量的0.05% 5%。10.一种多臂含硫桥联聚倍半硅氧烷，是由权利要求1-3中任一所述多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体经溶胶-凝胶法制备得到的。11.权利要求1-3中任一所述多臂含硫桥联聚倍半硅氧烷在制备气凝胶中的应用。12.—种气凝胶，由权利要求10所述多臂含硫桥联聚倍半硅氧烷经干燥步骤得到。全文摘要本专利技术公开了一种多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体及其制备方法与应用。式(I)所示多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体，R为多臂化合物的烷基，R1、R2和R3均选自下述基团甲氧基、乙氧基、甲基和苯基；m为1～10之间的自然数，n为3～24之间的自然数；本专利技术提供了上述多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体的制备方法，包括如下步骤多臂端烯基化合物与式(II)所示巯基硅烷在光照下进行反应即得；本专利技术还提供了另一种上述多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体的制备方法，包括如下步骤多臂巯基化合物与式(III)所示端烯基硅烷在光照下进行反应即得。本专利技术提供的桥联倍半硅氧烷单体分子链中含有柔顺性很好的硫原子，其可进一步制备桥联聚倍半硅氧烷和气凝胶，本专利技术提供的气凝胶具有优良的弹性。文档编号C08L83/08GK103204870SQ20121001032公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日专利技术者徐坚, 王真, 赵宁, 张小莉 申请人:中国科学院化学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
式(I)所示多臂含硫桥联倍半硅氧烷单体，R为多臂化合物的烷基，R1、R2和R3均选自下述基团：甲氧基、乙氧基、甲基和苯基；m为1～10之间的自然数，n为3～24之间的自然数。FDA0000130683540000011.tif

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐坚，王真，赵宁，张小莉，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：