[发明专利]侧链含四硫代富瓦烯结构单元的聚硅烷制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机高分子聚合物领域，具体是一种侧链含四硫代富瓦烯结构单元的聚硅烷的制备方法。

背景技术

聚硅烷是一种主链完全由硅原子组成的聚合物。聚硅烷本身的电导率仅10^-12-10^-15S/cm，属于绝缘体，但经氧化掺杂后可成为优良导体。提高聚硅烷导电能力的途径很多，一般是通过在其侧链上引入适当的共轭取代基而实现。取代基的电子效应和空间构型会影响聚硅烷的电子结构，并决定聚硅烷的电化学性能。四硫代富瓦烯衍生物是一类具有强π电子共轭的化合物，其电荷转移络合物具有较高的且稳定的导电率，可加工性能非常不理想，这就妨碍了它们作为功能材料在工业上的使用。

和四硫代富瓦烯衍生物相比，聚硅烷具有很好的成膜性能和优良的可加工性，因此制备侧链含四硫代富瓦烯结构单元的聚硅烷，通过聚硅烷主链的σ电子与侧链四硫代富瓦烯结构单元的π电子相互作用，一方面可提高聚硅烷的导电率，另一方面也增加了四硫代富瓦烯衍生物的加工性，起到了优势互补的作用，为导电材料的实际应用奠定了基础。

在以往的研究中，聚硅烷与四硫代富瓦烯衍生物是独立研究的，本发明将两者有机结合，所制备的新型聚硅烷与传统的聚硅烷相比，经氧化掺杂后，导电率高，导电系数为0.016S/cm，在空气中稳定性好，有望作为有机导电材料得到应用。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，提供一种侧链含四硫代富瓦烯结构单元的聚硅烷的制备方法。本发明以含氢聚硅烷和含乙烯基四硫代富瓦烯衍生物为原料，以H₂PtCl₆为催化剂，在有机溶剂存在下，经硅氢加成反应制备侧链含四硫代富瓦烯结构单元的聚硅烷。制备方法可用如下通式表示：

R、R′、R″为甲基、乙基、乙烯基、苯基；n为30-100的正整数。

R₁为乙基、丙基、丁基、戊基、己基。R₂为甲基、乙基。所述的含氢聚硅烷可用通式表示为：

R、R′、R″为甲基、乙基、乙烯基、苯基；n为30-100的正整数。  可采用文献(G. Sacarescu，L.Sacarescu，R.Ardeleanu，P.Kurcok，Z.Jedlinski.Macromolecular Rapid Communications，2001，22，405.-409)所述的方法制备。

所述的含乙烯基四硫代富瓦烯衍生物可用通式表示为：

R1为乙基、丙基、丁基、戊基、己基；R2为甲基、乙基。

可采用文献(C.Farren，C.A.Chri stensen S.Fitzgerald等，Journal of OrganicChemistry，2002，67，9130-9139)方法制备。

本发明的实施包括如下步骤：

(1)将计量的含乙烯基四硫代富瓦烯衍生物、含氢聚硅烷、催化剂溶解在有机溶剂中。其中，含氢聚硅烷中硅氢基团摩尔数与含乙烯基四硫代富瓦烯的摩尔数之比为1.0-1.2∶1。

(2)在溶剂20-80℃的回流温度下反应20-60h。    

(3)反应完毕，冷至室温，过滤。减压蒸除有机溶剂，得到棕色固体，为侧链含四硫代富瓦烯结构单元的聚硅烷。

作为优选，所述的有机溶剂是氯仿、乙腈、四氢呋喃。

作为优选，上述的侧链含四硫代富瓦烯结构单元的聚硅烷制备方法，所使用的催化剂为H₂PtCl₆的异丙醇溶液，摩尔浓度为0.05-0.2mol/l，催化剂的用量(以Pt在整个体系中含量)为20-80ppm。作为更佳选择，上述所使用的催化剂为H₂PtCl₆的异丙醇溶液，摩尔浓度为0.08-0.12mol/l，催化剂的用量(以Pt在整个体系中含量)为40-60ppm。

作为优选，上述的反应温度为使用有机溶剂50-70℃的回流温度。

作为优选，上述在有机溶剂中的反应时间为40-50h。

有益效果：经氧化掺杂后，导电率高，在空气中稳定性好，有望作为有机导电材料得到应用。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例一