無機(jī)材料接枝共聚物的制備偶合接枝法
化學(xué)先生 / 2019-09-28
某些預(yù)聚物分子與無機(jī)材料之間能夠發(fā)生官能團(tuán)反應(yīng)面形成偶合鍵，從而獲得接枝物。為了實(shí)現(xiàn)這一反應(yīng)，首先要求預(yù)聚物與無機(jī)材料基體均具有能相互反應(yīng)的官能團(tuán)，否則必須先將兩者進(jìn)行化學(xué)處理，使之具有必要的官能團(tuán)。
在高分子合成過程中，往往在高分子端部留下可以利用的端基。根據(jù)需要，這些端基可進(jìn)一步使之轉(zhuǎn)化成其他形式，以便與無機(jī)材料的基團(tuán)相作用。
許多無機(jī)材料表面存在一些活潑的官能團(tuán)，如玻璃、硅膠等表面存在Si一OH基，云母表面存在AI一OH基等。Si一OH基等可采用硫酰氯、亞硫酰氯或氯氣為氯化劑轉(zhuǎn)化為Si一CI基。Si一C1基是很活潑的，可以進(jìn)一步進(jìn)行高分子的端基反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)表面接枝。
用有機(jī)硅化合物處理無機(jī)材料是種較實(shí)用的方法。當(dāng)采用氯硅烷時(shí)，Si一CI鍵與無機(jī)材料表面的Si一OH基縮合就可生成Si一0一Si健。
對(duì)于表面情性的材料，含有Si一CI健的有機(jī)硅化合物可借助微量水的作用，在該材料表面發(fā)生水解井發(fā)生自身間縮聚，形成一層被牢固吸附的有機(jī)膜，同時(shí)還能將可利用的基團(tuán)引至該表而上。其他形式的有機(jī)硅，如硅醉、硅酸也被廣泛用于無機(jī)材料的表面處理。
例如以亞硫院氨使SiO2表面上先引人Si一CI基，再以具有不同長(zhǎng)度碳鏈的醉鈉處理，形成表面帶有院鏈的接枝共聚物。又如將含有Si一CI健的SiO2與聚苯乙烯基鋰活性大分于反應(yīng)，可獲得SiO2-聚苯乙烯的接校共聚物。對(duì)比表面為200m2/g的無定形SiO2當(dāng)接枝增重為50%時(shí)，可以在芳香族溶劑中形成穩(wěn)定的分散體。對(duì)這類接枝聚合反應(yīng)的進(jìn)步研究表明， 產(chǎn)物中除 r生成化學(xué)鍵的接枝外， 也存在不可逆的吸附。但其中化學(xué)接枝量是不可逆吸附量的10~100倍。接枝增重受反應(yīng)時(shí)間、間、溫度和預(yù)聚物分子量的影響。改變?nèi)軇┗蚍措x子可以控制預(yù)聚物大分子的線團(tuán)尺寸，井調(diào)節(jié)離解作用造成的影響。偶合接枝的反應(yīng)速率與預(yù)聚物分子通過聚合物表層的擴(kuò)散速率有關(guān)。
陽離子活性預(yù)聚體與無機(jī)材料表面羥基反應(yīng)也可形成接枝物。側(cè)如使丁二烯苯乙烯共聚物與AIC3形成正碳離子，然后與石棉接枝。當(dāng)接枝過程在稀溶液中進(jìn)行并果用較小的石棉/聚合物比時(shí)，可證明該反應(yīng)屬于一級(jí)反應(yīng)。但在濃溶液中，接枝將受到其他因素的限制，如陽離子可能失活和出現(xiàn)反應(yīng)活性很差的大分子聚集體等。
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