[发明专利]一种环氧基POSS接枝多胺基、多羟基类物质的方法

说明书

技术领域

本发明属于环氧基POSS改性材料的制备领域，特别涉及一种环氧基POSS接枝多胺基、多羟基类物质的方法。

背景技术

笼型倍半硅氧烷（POSS）是一类具有特殊分子结构的有机硅化合物，其分子以无机硅氧骨架为核心，外围被有机基团所包围，POSS单体中八个Si顶点处接有八个有机取代基团，这些有机取代基团可分为两大类:一类是惰性基团，如环己基、环戊基、乙基、异丁基等；另一类是活性基团，如各类烯基、环氧基、氨基等。反应性官能团的POSS既可以进一步均聚，又可以和其他单体共聚；非反应性官能团的引入可以改变POSS与聚合物、生物体系或生物表面的溶解性和兼容性。环氧基POSS因其具有化学活性较强的环氧基团，因此可以和一些单体、聚合物进行开环接枝反应。

近年来，对环氧基POSS进行接枝改性的研究方法也层出不穷。江航以多官能团的γ-环氧丙氧基丙基POSS为原料，通过POSS上环氧基团与2-溴-2-甲基丙酸的开环反应将C-Br引发点引入到POSS上，制得POSS-Br引发剂（江航.多分散环氧POSS的合成及POSS基复合材料的制备与性能研究[D].合肥工业大学,2012）；Yuan-Jyh Lee,Jieh-Ming Huang等以BTDA和ODA为原料首先合成H₂N-Poly(amic acid)Oligomers-H₂N，然后再与环氧基POSS反应，制备环氧基POSS接枝胺基交联聚合物（Yuan-Jyh Lee,Jieh-Ming Huang.Polyimide and polyhedral oligomeric silsesquioxane nanocomposites for low-dielectric applications[J].Polymer,2004,46(2005):173–181）；Jiwon Choi,Jason Harcup等以环氧基POSS和4,4’-二氨基二苯甲烷为原料，其中氨基和环氧基的摩尔比为1:2，制备交联有机无机杂化材料（Jiwon Choi,Jason Harcup.Organic/Inorganic Hybrid Composites from Cubic Silsesquioxanes[J],J.Am.Chem.Soc.2001,123,11420-11430）；汪海迪在环氧丙基季铵盐接枝改性聚乙烯醇的制备中，首先合成了季铵盐化合物N,N-二甲基-N-十二烷基-N-环氧丙基氯化铵，然后在碱性条件下，环氧基团与聚乙烯醇的羟基发生醚化反应，实现聚乙烯醇的抗菌功能化改性（汪海迪.新型季铵盐类高分子抗菌剂及其复合抗菌剂的合成与抗菌活性研究[D].北京化工大学,2012）；戴李宗等（中国专利201310027660.4）发明出了一种基于POSS的具有可控相结构的环氧纳米复合材料。目前，对环氧基POSS接枝多胺基、多羟基类物质的报道还较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环氧基POSS接枝多胺基、多羟基类物质的方法，该发明工艺简单，操作方便，反应条件比较温和，不需要高温高压处理，该发明得到的环氧基POSS接枝多胺基、多羟基类物质的产物，颗粒细小、分布均匀、具有优良的生物学相容性。

本发明的一种环氧基POSS接枝多胺基、多羟基类物质的方法，包括：

（1）将环氧基POSS溶解在溶剂中，搅拌，溶解，得到环氧基POSS溶液；

（2）将多胺基、多羟基类物质加入上述环氧基POSS溶液中，然后加入催化剂调节反应体系pH值，搅拌条件下，40-80℃，反应4-12h，提纯，真空干燥，即得环氧基POSS接枝产物；其中多胺基、多羟基类物质与环氧基POSS溶液的体积比为1:5-4:1。

所述步骤（1）中溶剂为氯仿、四氢呋喃THF、甲苯中的一种。

所述步骤（1）中环氧基POSS与溶剂的质量比为1:20-1:10。

所述步骤（2）中多胺基类物质为乙二胺、己二胺、壳聚糖中的一种或几种；多羟基类物质为乙二醇、戊二醇、丙三醇、聚乙二醇中的一种或几种。

所述步骤（2）中催化剂为NaOH，调节反应体系pH值为7-10。

所述步骤（2）中提纯为65-125℃条件下蒸发1-6h，除去溶剂，化学沉降法并用蒸馏水洗涤去除多余的添加物质。

所述步骤（2）中真空干燥温度为40-100℃。

有益效果

（1）本发明工艺简单，操作方便，反应条件比较温和，不需要高温高压处理；