[发明专利]一类适用于硅氢加成化学反应的双硅氢功能化星形聚合物及其制备方法

说明书

一类适用于硅氢加成化学反应的双硅氢功能化星形聚合物及其制备方法，双硅氢功能化星形聚合物是线形前驱体聚合物链通过偶联剂偶联而成，线形前驱体聚合物是双硅氢DPE衍生物单体与通用单体的二元或多元共聚物，星形聚合物数均分子量为1×10⁴～800×10⁴g/mol；通过改变双硅氢DPE衍生物单体与通用单体的投料配比以及使用不同种类的调节剂可得到预定结构的线形前驱体，通过添加偶联剂将线形前驱体偶联成不同臂数的星形聚合物。本发明实现了在星形聚合物中引入硅氢功能基团，并有效地控制硅氢功能基团的数量，方便快捷地制备了“星形刷状”聚合物，星形聚合物与相同分子量的线形聚合物相比，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，这对聚合物的加工有重要的意义。

技术领域

本发明属于高分子材料合成与制备技术领域，特别涉及到一类可用于高效硅氢加成的双取代1,1’-二苯基乙烯(DPE)衍生物，其特征在于通过双硅氢功能化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，本发明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。

背景技术

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，并进而对聚合物进行硅氢加成聚合形成线形梳状聚合物。[1.Huang W,Ma H,Han L,et al.Synchronous Regulation ofPeriodicity and Monomer Sequence during Living Anionic Copolymerization ofStyrene and Dimethyl-[4-(1-phenylvinyl)phenyl]silane(DPE-SiH)[J].Macromolecules,2018:acs.macromol.8b00666.]