[发明专利]一种环线结构的有机硅聚合物及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种环线结构的有机硅聚合物及其制备方法和用途，所述环线结构的有机硅聚合物包括环硅氧烷单元和线硅氧烷单元，其中环硅氧烷单元中环的大小和环上侧基的种类可选择、线硅氧烷单元的链的长短和侧基的种类可选择，二者的交联方式也可选择，通过向环硅氧烷单元和线硅氧烷单元中分别引入高含量的芳基(如苯基)后，提高了其热稳定性、机械性能(硬度和韧性等)、折射率、透光率、气密性，并且芳基的引入可以有效的提高其与多种有机高分子材料的相容性，这些性能的提高能够使其在新型光学材料和新型电学材料等领域有着广泛的应用前景。

本申请要求2019年3月5日向中国国家知识产权局提交的专利申请号为201910164303X，发明名称为“一种环线结构的有机硅聚合物及其制备方法和用途”的在先申请的优先权。该在先申请的全文通过引用的方式结合于本申请中。

技术领域

本发明属于有机硅聚合物技术领域，具体涉及一种环线结构的有机硅聚合物及其制备方法和用途。

背景技术

常用的有机硅聚合物主要是主链为单链结构的聚硅氧烷，他们与其他有机高分子相比具有优良的耐高温性、耐低温性、耐辐射和耐候性等。也有主链为环结构的聚硅氧烷，但是由于环结构的聚硅氧烷刚性相对较大，材料脆性大，限制了其应用范围。

目前有一些关于对主链为环结构的聚硅氧烷的改进研究，例如引入线形非硅氧烷有机高分子的环硅氧烷-线形有机高分子、两种不同环结构的环硅氧烷-环硅氧烷共聚物等等，这些结构类型能够带给材料许多优异的性能，例如相较于一般的单链结构的聚硅氧烷，具有更加优良的热稳定性、耐辐射性、高强度、高气密性等。

Fan-Bao Meng等(Journal of Applied Polymer Science,2007,Vol.104,1161–1168)以1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷和含有单烯烃结构的有机高分子M1及含有双烯烃结构的有机高分子M2共聚反应得到一种环硅氧烷-线形有机高分子材料，该有机高分子材料表现出热致液晶的特性和高的热稳定性，并且通过控制交联密度，可以改变材料的玻璃化转变温度和熔点。在European Polymer Journal,2004,615–622和Journal of AppliedPolymer Science,2005,Vol.96,625–631等文献中也都报道了多种环硅氧烷-线形有机高分子材料，这些材料经过进一步的改性可以提供许多新型功能材料。但是这些材料仍存在热稳定性、耐辐射性等性能较差的缺陷。

N.N.Makarova等(Polymer Science,Ser.A,2007,Vol.49,No.2,pp.120–127)以反式-2,8-二羟基十甲基环六硅氧烷与1,3-或1,4-二氯代甲基环己硅烷经过脱HCl的缩合反应合成了具有规则交替的十甲基环六硅氧烷单元和甲基环己硅烷单元的反式螺旋有机硅共聚物，研究发现这种共聚物在较宽的温度区间内以液晶态存在，并研究了其在水/空气界面扩散并形成单层的能力。此外，中国专利文献CN106414464A也公开了制备多种不同环硅氧烷-环硅氧烷共聚物的方法，上述提及的环-环结构的共聚物的刚性过大，导致材料的韧性差、脆性大，不利于实际的应用。