笼形八乙烯基聚硅倍半氧烷的制备和表征
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大 的兴趣 。
有 限公 司 ；盐 酸 ：纯 度 ３ ． ，天 津 化 学 试 剂 ７５
一
厂 ；吡 啶 ；Ｃ Ｐ，北 京 化 学 试 剂 有 限 公 司 ；四
１ ２ 八 乙 烯 基 ＰＯＳ ． Ｓ的 制 备 方 法
氢 呋喃 ：Ｃ ，北 京化 学试剂 有 限公 司 。 Ｐ
１ ２ １ 两 步 水 解 工 艺 ．． 将 计 量 的 乙 烯 基 三 乙 氧 基 硅 烷 、 无 水 乙 醇 置
荫 ｜ 材 讯 ｌ 斟
为 了满 足未来 航空 、航 天等高 科技 领域对 新
一
行 了表征 。
代 高性 能聚合物 材料 的需 要 ，美 国空 军投 巨资
研发 了基 于笼形 硅倍半 氧烷 单体 （ 多面体 低 聚硅
倍 半 氧 烷 ，简 称 Ｐ Ｓ ） 的新 型 材 料 ｌ ］ ＯＳ Ｏ Ｓ 】 。Ｐ Ｓ 的结 构通式 为 （ ｉ ） （ ≥ ４ ＲＳＯ¨ ｎ ，Ｒ— Ｈ、 芳 基 或 有 机 官 能 团 ） 以 Ｓ Ｏ 为 核 心 。无 机 内 核 赋 ， ｉ
１ 实验
１１ 主 要原料 ．
乙烯 基 三 乙氧 基 硅 烷 ：Ｃ Ｐ，湖 北 应 城 德 邦
化 工 有 限 公 司 ；无 水 乙 醇 ： Ｃ Ｐ，北 京 化 学 试 剂
予杂 化材料 良好 的耐热 及机 械性能 ；外 围 的有 机 基 团则可 改善 Ｐ Ｓ和 聚合物 之间 的相容 性 ，反 ＯＳ 应 性基 团可实现 硅倍半 氧烷 与聚合 物之 间 的化学 键合 。以 Ｐ Ｓ为 核心制 备 的新 型 复合材 料 ，以 ＯＳ 其独 特 的制备方法 和优 异 的性能 ，引起 了人们 极
（Ｂ Ｊ 京理 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ，北 京 １ ０ ８ ） ００ １
摘 要 ： 比较 了制 备 八 乙烯 基 聚硅 倍 半 氧 烷 的 三 种 酸 性 水 解 工 艺 。 结 果 发 现 ， 两 步 水 解 法 无 论 是 从 环 保 、 节 能和 产 率 方 面考 虑 ，还 是 从 产 品提 纯 上 考 虑都 是 较 理 想 的方 法 。通 过 Ｉ Ｓ Ｒ、 ｉ ＮＭＲ、Ｈ ＮＭＲ、 飞行
质 谱 及 元 素 分析 法判 断 ，所 制 备 的 产 物 为 八 乙烯 基硅 倍 半 氧 烷 ， 与 文 献 报 道 数 据 相 吻 合 。产 物 为 六 面 体 晶 体 ，晶 胞参 数 为 ａ 一 １ ６ ｍ，ｃ １ ７ ｍ。产 物 在 质 量 损 失 率 为 ５ 时 的温 度 为 ２ ５ ４℃ ，在 ６ ０℃ 时 —ｂ ． ３ｎ 一 ． ２ｎ ６． ５
Ｐ Ｓ被 广 泛 应 用 的 主 要 原 因 。 八 乙烯基 Ｐ Ｓ Ｏ Ｓ的最 佳合 成路 线 。八 乙烯 基
Ｐ Ｓ的合 成 已 有 十 年 的 历 史 ， 主 要 采 用 酸 性 水 ＯＳ 解 法 或 碱 性 水 解 法 。本 实 验 对 酸 性 水 解 法 的 不 同 水 解 工 艺 进 行 了 比较 ，并 对 产 物 的 结 构 和 性 能 进
于 ５ ０ｍＬ的 三 口烧 瓶 中 ，以 ３ ０ Ｏ滴 ／ ｎ的 速 度 ｍｉ 滴 加去离 子 水 ，搅 拌 速 率控 制 在 ２ ０ｒｍｉ；去 ０ ／ ｎ
离 子水加 完 后 ，将 反 应 器 置 于 ８ ℃ 的油 浴 中 ， Ｏ
加 热 回流 ２ ；抽 滤 ，得 到产 物 。然 后 将 滤 液 ４ｈ 重 新放入 反应 瓶 中 ，滴加 稀盐 酸 ，控 制 ｐ 值 在 Ｈ ３ ． ～４ ５之 间反应 ８ｈ ；抽 虑 ，得 到 产物 。合 并 二 次 产物 ，用无 水 乙醇洗涤 ，干燥 后 置 于四氢 呋喃 和乙醇 的溶液 中重 结 晶 ，得 到纯度 较高 的八 乙烯
收 稿 日期 ：２ ０ 一Ｏ ２ 。 ０ ７ ４— ５ 作 者 简 介 ：刘 军辉 （ ９ ９ ） 男 ，研 究 方 向 是 聚合 物阻 燃 。 １７ 一 ， 联 系 人 ：Ｅ ｍａ ：ｙ ｊ ｂｔｅ ｕ ｃ 。 － ｉ ｒ＠ ｉ ｄ ． ｎ ｌ ．
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近几 年 ，世 界各 国的研 究人员 对 Ｐ Ｓ纳米 ＯＳ 结构 材料 的报道 正在 迅速 增 多ｌ ，但 国内仅 有 ３ ］ 少数 几个 单 位 开 展 了此 项 工作 ｌ ］ ５ 。八 乙 烯 基 ， Ｐ Ｓ由于其独 特 的结 构 和 反应 性 能 ，成 为现 今 ＯＳ
研究 的热 点 。张兴文 等人 探 讨 了八 乙烯基 Ｐ Ｓ ＯＳ 膜 的性 能 ｌ ，徐 洪 涛 研 究 了 由 八 乙 烯 基 Ｐ Ｓ制 ３ ］ ＯＳ
基 Ｐ Ｓ ，产 率 达 到 １ 。 Ｏ Ｓ ２ １ ２ ２ 一 步 水 解 工 艺 ．． 将 计 量 的 乙 烯 基 三 乙 氧 基 硅 烷 、无 水 乙 醇 和
备 星形聚合 物 的方 法 ，并对 其材料 的热 性能 进行 了表征 ｌ 。但 八 乙烯基 Ｐ Ｓ ４ ］ Ｏ Ｓ的制备 和提 纯方 法 相对 比较 复杂 ，且产 率较低 ，成 为制约 八 乙烯基
的 残 余 质 量 分数 为 ２ ８ 。 ． 关键 词 ： 乙烯基 三 乙氧 基 硅 烷 ，八 乙烯 基硅 倍 半 氧烷 ，飞行 质 谱 中 图分 类号 ：Ｏ６ ４ ４ ３ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ ０ ９—４ ６ （ ０ ７ ５０ ６ —４ ３ ９ ２ ０ ）０ — ２ ７０
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基 础 研 究
荫．舛 ２ ， （ ２￣０ 讯种，０ ２ ５ ６２ １ ０ １） ７ ７ ７ ：
ＳＩ Ｃ０Ｎ Ｅ Ａ ＴＥＲＩ Ｌ ＬＩ Ｍ Ａ
笼 形 八 乙烯 基 聚 硅 倍 半 氧 烷 的 制 备 和 表 征
刘 军 辉 ， 吕 科 ，杨 荣 杰
有 限公 司 ；盐 酸 ：纯 度 ３ ． ，天 津 化 学 试 剂 ７５
一
厂 ；吡 啶 ；Ｃ Ｐ，北 京 化 学 试 剂 有 限 公 司 ；四
１ ２ 八 乙 烯 基 ＰＯＳ ． Ｓ的 制 备 方 法
氢 呋喃 ：Ｃ ，北 京化 学试剂 有 限公 司 。 Ｐ
１ ２ １ 两 步 水 解 工 艺 ．． 将 计 量 的 乙 烯 基 三 乙 氧 基 硅 烷 、 无 水 乙 醇 置
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１１ 主 要原料 ．
乙烯 基 三 乙氧 基 硅 烷 ：Ｃ Ｐ，湖 北 应 城 德 邦
化 工 有 限 公 司 ；无 水 乙 醇 ： Ｃ Ｐ，北 京 化 学 试 剂
予杂 化材料 良好 的耐热 及机 械性能 ；外 围 的有 机 基 团则可 改善 Ｐ Ｓ和 聚合物 之间 的相容 性 ，反 ＯＳ 应 性基 团可实现 硅倍半 氧烷 与聚合 物之 间 的化学 键合 。以 Ｐ Ｓ为 核心制 备 的新 型 复合材 料 ，以 ＯＳ 其独 特 的制备方法 和优 异 的性能 ，引起 了人们 极
（Ｂ Ｊ 京理 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ，北 京 １ ０ ８ ） ００ １
摘 要 ： 比较 了制 备 八 乙烯 基 聚硅 倍 半 氧 烷 的 三 种 酸 性 水 解 工 艺 。 结 果 发 现 ， 两 步 水 解 法 无 论 是 从 环 保 、 节 能和 产 率 方 面考 虑 ，还 是 从 产 品提 纯 上 考 虑都 是 较 理 想 的方 法 。通 过 Ｉ Ｓ Ｒ、 ｉ ＮＭＲ、Ｈ ＮＭＲ、 飞行
质 谱 及 元 素 分析 法判 断 ，所 制 备 的 产 物 为 八 乙烯 基硅 倍 半 氧 烷 ， 与 文 献 报 道 数 据 相 吻 合 。产 物 为 六 面 体 晶 体 ，晶 胞参 数 为 ａ 一 １ ６ ｍ，ｃ １ ７ ｍ。产 物 在 质 量 损 失 率 为 ５ 时 的温 度 为 ２ ５ ４℃ ，在 ６ ０℃ 时 —ｂ ． ３ｎ 一 ． ２ｎ ６． ５
Ｐ Ｓ被 广 泛 应 用 的 主 要 原 因 。 八 乙烯基 Ｐ Ｓ Ｏ Ｓ的最 佳合 成路 线 。八 乙烯 基
Ｐ Ｓ的合 成 已 有 十 年 的 历 史 ， 主 要 采 用 酸 性 水 ＯＳ 解 法 或 碱 性 水 解 法 。本 实 验 对 酸 性 水 解 法 的 不 同 水 解 工 艺 进 行 了 比较 ，并 对 产 物 的 结 构 和 性 能 进
于 ５ ０ｍＬ的 三 口烧 瓶 中 ，以 ３ ０ Ｏ滴 ／ ｎ的 速 度 ｍｉ 滴 加去离 子 水 ，搅 拌 速 率控 制 在 ２ ０ｒｍｉ；去 ０ ／ ｎ
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收 稿 日期 ：２ ０ 一Ｏ ２ 。 ０ ７ ４— ５ 作 者 简 介 ：刘 军辉 （ ９ ９ ） 男 ，研 究 方 向 是 聚合 物阻 燃 。 １７ 一 ， 联 系 人 ：Ｅ ｍａ ：ｙ ｊ ｂｔｅ ｕ ｃ 。 － ｉ ｒ＠ ｉ ｄ ． ｎ ｌ ．
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基 Ｐ Ｓ ，产 率 达 到 １ 。 Ｏ Ｓ ２ １ ２ ２ 一 步 水 解 工 艺 ．． 将 计 量 的 乙 烯 基 三 乙 氧 基 硅 烷 、无 水 乙 醇 和
备 星形聚合 物 的方 法 ，并对 其材料 的热 性能 进行 了表征 ｌ 。但 八 乙烯基 Ｐ Ｓ ４ ］ Ｏ Ｓ的制备 和提 纯方 法 相对 比较 复杂 ，且产 率较低 ，成 为制约 八 乙烯基
的 残 余 质 量 分数 为 ２ ８ 。 ． 关键 词 ： 乙烯基 三 乙氧 基 硅 烷 ，八 乙烯 基硅 倍 半 氧烷 ，飞行 质 谱 中 图分 类号 ：Ｏ６ ４ ４ ３ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ ０ ９—４ ６ （ ０ ７ ５０ ６ —４ ３ ９ ２ ０ ）０ — ２ ７０
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基 础 研 究
荫．舛 ２ ， （ ２￣０ 讯种，０ ２ ５ ６２ １ ０ １） ７ ７ ７ ：
ＳＩ Ｃ０Ｎ Ｅ Ａ ＴＥＲＩ Ｌ ＬＩ Ｍ Ａ
笼 形 八 乙烯 基 聚 硅 倍 半 氧 烷 的 制 备 和 表 征
刘 军 辉 ， 吕 科 ，杨 荣 杰