梯形有机硅聚合物的研究进展
摘要：高分子材料在众多领域中的应用和在国民经济中影响力日益增大，其中的有机硅聚合物具有许多不同于碳聚合物的优异性能。就近两年来国际直接投资增长缓慢，全球债务持续积累，金融市场出现泡沫。虽然世界经济增长面临诸多困难和不景气，然而在有机硅市场方面，却保存着增长而且各大公司也加大了有机硅业务的研发投入。与此同时有机硅相关产品的应用在众多领域中起到了不可替代的作用，具有重大意义。目前对有机硅聚合物的反应机理、合成及应用方面进行了广泛研究，涉及的有超分子自组装、化学合成、纳米结构及性能表征。本文将着重关注聚倍半硅氧烷的相关研究。包括制备方法、缩聚原理和特定的产品结构[2-3]。
理论上凡是具有硅氧烷结构的都可以作为制备原料。而硅烷偶联剂则具备硅氧烷结构，且价格普遍都较为便宜。因此本文也重点关注了KH570、KH560、KH550的相关研究进展。
关键词：有机硅聚合物、梯形有机硅聚合物
有机硅产品的发展前景
高分子材料在众多领域中的应用和在国民经济中影响力日益增大，然而常见的高分子化合物多以碳链高分子为主，而合成高分子目前主要以石油、煤炭资源为基础。随着现代工业的发展，煤、石油等能源消耗，加上人们对美好环境的要求日益增加，以及对材料各种性能的追求，不得不考虑寻找新型的高分子材料。而自然界存在大量硅化合物，而其中一类高分子材料——有机硅聚合物具有许多不同于碳聚合物的优异性能。目前对有机硅聚合物的反应机理、合成及应用方面进行了广泛研究，涉及的有超分子自组装、化学合成、纳米结构及性能表征。
近两年来国际直接投资增长缓慢，全球债务持续积累，金融市场出现泡沫。虽然世界经济增长面临诸多困难和不景气，然而在有机硅市场方面，八大公司的有机硅业务却均实现了盈利[14]。而这八大公司的有机硅产品囊括了粘接剂、油品平台、建筑材料、水处理、医药、食品、化妆品、微生物、工业 LED、半导体、医疗领域的产品应用等，而且向着更环保、绿色、性能更优越的方向发展。有机硅的相关产品发展前景广阔，引起广泛的重视并加大了研发投入。 以下将阐述国内外关于梯形有机硅聚合物的研究进展[3]。
梯形聚倍半硅氧烷(R-LPSQ)[1]
“同时生长、同时断裂”
R-LPSQ可以用通式[RSiO1.5]表示，是迄今为止研究最多的一类梯形聚硅氧烷，但对于具有反应活性侧基的R-LPSQ的报道还比较有限。2008年Ren等报道了以三氯硅烷(HSiCl3)为原料,将“超分子构筑调控逐步偶联和聚合”方法与“同时断裂原位缩合的方法相结合，制备了高规整性的梯形聚氢基倍半硅氧烷(H-LPSQ)。
侧基模板置换法
2010年Chen等报道了(对癸基苯胺基)梯形聚倍半硅氧烷的合成，称这种方法以比较廉价六氯二硅氧烷和4-癸基苯胺为原料，先形成侧基为Si-N链接的“对癸基苯胺”，增强制备中侧基的模板作用，提高梯形结构的规整性。这种侧基模板置换法，为侧基(R)模板效应不强的R-LPSQ的制备提供了很多可能的途径。
梯形有机桥基聚硅氧烷(R-OLPS)
有机桥基聚硅氧烷,其桥基与主链的硅原子可以通过Si—CSi—NSi—O键等多种方式连接，其中Si—C键比较稳定，可不受一般酸/碱条件的影响，然而Si—NR、Si—OR虽反应活性比Si—Cl低， 但在酸/碱催化下，仍可进一步水解缩合。 相对地，Si—C键链接的有机桥基性能更稳定。在光电材料中，发光基团的聚集态不同，发光性能也会不同。将发光基团作为桥基引入梯形聚硅氧烷为提高材料的热稳定性和光电性能提供了一种新的途径。
桥基为硅氧烷基的梯形聚硅氧烷(R-SLPS)
这是一类新型高硅氧烷含量的梯形高分子，由于其硅氧烷桥基引进了两个既耐高温和耐辐射，又具有高柔性的Si—O—Si键。可以根据侧基类型和分子量的不同，在室温下可呈现为液体或固体，同时也与普通单链聚硅氧烷一样呈现出硅油、硅橡胶和硅树脂等不同状态。因此有望在耐温性、耐辐射性和力学性能等方面都较之普通单链聚硅氧烷和R-LPSQ以及R-OLPS有质的飞跃。
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