[发明专利]一种在聚合物中引入六氟异丙醇官能团制备有机磷敏感聚合物材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及气敏聚合物材料技术领域，具体涉及一种在聚合物中引入六氟异丙醇官能团制备有机磷敏感聚合物材料的方法。

背景技术

有机磷化合物是一类能够作用于生物体内乙酰胆碱酯酶，使其失去活性，而导致其中枢神经以及外周胆碱神经系统功能严重紊乱的神经抑制类化合物，具有杀伤力强、作用速度快、且难于防护的特点，因此被广泛地应用于杀虫剂和化学武器。对有机磷有毒物质的侦检与分析一直是世界各国环境监测与防化领域的研究热点。在适合于现场检测的多种技术中，声表面波传感器技术最受关注。而声表面波传感器灵敏度的高低及选择性的好坏主要是由传感器敏感材料所决定的。因此，传感器敏感材料的研究与开发已成为目前化学传感器研究的重点。

端基含有六氟异丙醇敏感官能团的氢键酸性聚合物材料以其独特的端基吸电子结构，较强的给质子能力，而被广泛地用作检测有机磷毒气的敏感材料。

美国专利5756631公开了一类端基含有六氟异丙醇敏感官能团的聚硅氧烷氢键酸性聚合物材料，此类聚合物材料的结构通式可以表示为：

其中，n为大于1的整数；R₁是碳氢基团或环己基或苯基；R₂的结构式可表示为：-(CH₂)_m-1-CH＝CH-CH₂-C(CF₃)₂-OH，m介于1-4之间，即支链的末端含有六氟异丙醇(-C(CF₃)₂-OH)。

美国专利6630560公开了一类聚硅氧烷类敏感材料，其结构式为：

其中R¹或R²中至少有一个是烷基或烯基或炔基或芳基基团，并在基团的末端连接卤代醇或卤代酚，其中，大多数的卤代醇就是六氟异丙醇。

美国专利6660230公开了一类聚硅碳烷类敏感材料，其结构式为：

其中X是碳氢化合物，R₁或R₂中至少有一个是烷基或烯基或炔基或芳基基团，并在基团的末端连接卤代醇或卤代酚，同样，大多数的卤代醇就是六氟异丙醇。

美国专利6617040B2公开了一类端基含有六氟异丙醇敏感官能团的超支化聚碳硅烷有机磷敏感聚合物材料，此类聚合物材料的结构式可以表示为：

其中E为六氟异丙醇取代基。

目前在合成端基含有六氟异丙醇敏感官能团的有机磷敏感聚合物材料时，都是首先合成聚合物的中间体，最后再进行端基的六氟异丙醇官能化。在官能化的这一步，都是以剧毒的六氟丙酮气体为原料。通常的操作方法是首先用液氮将六氟丙酮气体液化，再倒入高压釜中与聚合物中间体混合，关闭高压釜升温进行反应。可见，实验对设备有很高的要求。更重要的是液化的六氟丙酮在转移的过程中，会汽化泄露而进入环境中而严重污染环境和威胁操作人员的生命健康。此外，高压釜的使用也是另一个安全隐患；并且，反应在高压釜中进行，无法观察反应的进程。因此，研究与开发一种对操作人员及环境毒性小、合成装置简单、易于操作的在聚合物中间体中引入六氟异丙醇官能团制备有机磷敏感聚合物材料的方法具有非常重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何提供一种在聚合物中引入六氟异丙醇官能团制备有机磷敏感聚合物材料的方法，该方法能克服现有技术中所存在的缺陷，得到的端基含有六氟异丙醇敏感官能团的聚合物材料其合成装置简单，易操作，而且对操作人员健康及环境的威胁均较小。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种在聚合物中引入六氟异丙醇官能团制备有机磷敏感聚合物材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

①将有机磷敏感聚合物材料的中间体置于配有回流冷凝管、温度计及磁力搅拌器的三颈瓶内，将由浓硫酸滴定六氟丙酮水合物产生的六氟丙酮气体，经浓硫酸脱水处理后，通入三颈瓶内，在氮气氛围下回流反应；

②将步骤①所得到的混合物，冷至室温，氮气吹扫5-8次，彻底去除反应器中残存的六氟丙酮气体，然后过滤，去离子水洗，加入有机溶剂搅拌，分出有机相，减压蒸馏蒸出有机溶剂，真空干燥后得到含有六氟异丙醇官能团的有机磷敏感聚合物材料。

按照本发明所提供的在聚合物中引入六氟异丙醇官能团制备有机磷敏感聚合物材料的方法，其特征在于，步骤①中有机磷敏感聚合物材料的中间体为线性或超支的聚硅氧烷、聚碳硅烷中的一种，且其末端至少有一个含有烯烃基、炔基和芳基基团中的一种。