专利名称：新型耐高温苯乙炔封端聚(乙炔基-硅烷)及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种耐高温及抗热氧化聚合物，特别涉及主链含有硅原子及乙炔基 的有机一无机杂化聚合物，其主链由Si-C与C E C组成，单官能团苯乙炔基化合物对聚 合物进行封端。乙炔基在光、热或引发剂作用下发生固化交联反应形成三维网状结构， 进一步在高温作用下形成陶瓷结构。
背景技术：
分子主链中含有π电子体系和硅原子交替排列的有机硅聚合物已成为材料学 研究的一个新领域，这类聚合物不仅可用作半导体和光学等功能材料，还可作为耐高温 基体树脂及碳化硅前驱体，因此在航空航天领域具有潜在的应用价值。其中分子结构中 同时含有Si-C和C E C的聚碳硅烷近年来一直是广大科研工作者的研究热点，这类材 料不仅兼具无机物和有机物的特性，还具有单一无机物和有机物无法比拟的独特性能。 C^C键通过Si-C键以共价键的形式相连，在分子水平上把有机组分和无机组分结合在 一起，具有优异的耐热性能和介电性能，可以作为耐高温、透波复合材料的基体树脂及 高性能炭一炭复合材料的炭基体。甲基二苯乙炔基硅烷(简称MDPES，ZL02151140.3 ； ZL200510110133.5)、甲基三苯乙炔基硅烷(简称MTPES，ZL200510110132.0)和四苯 乙炔基硅烷(简称TPES)在氮气氛围中的Td5(质量损失率为5%的分解温度)分别为 615°C、695°C和710°C; 800°C质量保留率分别为91.1 %、92.9%和93.3%，然而这类材料 在空气中的热氧化稳定性大幅度下降(如表1所示)，使得这类材料无法满足航空航天技 术对耐高温复合材料提出的更高要求。本发明合成了一种新型聚合物苯乙炔封端聚(乙炔基一硅烷)，通过提高聚合 物结构中的硅含量，以提高这类聚合物的抗热氧化性能。该聚合物结构的重复单元由硅 烧一乙炔基组成，由苯乙炔基封端。所述聚合物在光、热或化学引发剂的作用下发生交 联固化反应形成三维网状结构。在高温作用下，进一步形成陶瓷结构。所述聚合物是先 进复合材料基体树脂、陶瓷前驱体和耐原子氧涂层的最佳人选，在国防、航空、航天等 高端领域中有着极其宽广的应用前景。表1多苯乙炔硅烷的耐热性能数据
权利要求
1. 一种耐高温及抗热氧化聚合物苯乙炔封端聚(乙炔基一硅烷)，其具有如下结构式其中(1)艮、R2为氢原子、烷基、芳基；(2)n为的整数。
2.制备权利要求1的聚合物的方法，其特征在于所述的方法分二步进行，主要步 骤为(1)第一步反应在惰性气体保护下，将三氯乙烯和苯乙炔的混合物与有机锂反应 得到乙炔基双锂和苯乙炔基锂；(2)第二步反应在惰性气体保护下，将第一步生成的乙炔基双锂和苯乙炔锂混合 物与二卤硅烷发生偶联反应，得到最终目标产物。
3.根据权利要求2的工艺，其特征在于三氯乙烯与有机锂的摩尔比为1 (3 4)；苯乙炔与有机锂的摩尔比为1 (1 2); 二卤硅烷与三氯乙烯的摩尔比为
4.根据权利要求2的工艺，其特征在于三氯乙烯和苯乙炔混合物与有机锂反应温 度为-30°C 20°C，反应时间为1 6小时。
5.根据权利要求2的工艺，其特征在于第一步反应生成的乙炔基双锂和苯乙炔锂 混合物中锂与二卤硅烷中卤素的摩尔比为1 1。
6.根据权利要求2的工艺，其特征在于乙炔基双锂和苯乙炔锂混合物与二卤硅烷 的反应温度为_5°C 25°C，反应时间1 12小时。
7.根据权利要求2的工艺，其特征在于有机锂试剂为烷基或芳基，优先选择为丁 基锂。
全文摘要
本发明公开了一种新型聚合物苯乙炔封端聚(乙炔基—硅烷)及其制备方法。该聚合物以二卤硅烷、苯乙炔、三氯乙烯和有机锂为原料，在惰性气体的保护下分二步反应制备而得。第一步在惰性气体保护下，将三氯乙烯和苯乙炔的混合物与有机锂反应得到乙炔基双锂和苯乙炔基锂；第二步在惰性气体保护下，将第一步生成的乙炔基双锂和苯乙炔锂混合物与二卤硅烷发生偶联反应，得到最终目标产物。本发明使用的原料来源易得，工艺流程简单，操作工艺可行。本发明制得的聚合物在热或化学引发下发生交联反应形成耐高温及抗热氧化性能优异的热固性材料，进一步加热可形成陶瓷结构。本发明所制得的聚合物可用作先进复合材料的基体树脂、耐高温涂层以及陶瓷前驱体。
文档编号C08G77/60GK102010510SQ20101051373
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者倪礼忠, 周权, 王子昂 申请人:华东理工大学