[发明专利]有机硅管状高分子复合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种有机硅管状结构材料，特别涉及到一种有机硅管状高分子复合物。

(Nature，1993，364，576)曾报道合成了以管状聚环糊精为主体的超分子复合物，可是由于孔径及内腔的化学亲和性无法自由调控，使所能包埋的客体分子受到限制。(Chem．Commun．，1995，1335)报道了制备包埋金属原子或金属氧化物于碳纳米管中的超分子复合物。可是制备方法非常复杂，条件极其苛刻，而且包埋的选择性很低。(J．Amer．Chem．Soc．，1989，111，4139)报道了制备包埋聚苯胺于V₂O₅干凝胶中管状结构空腔的超分子复合物，该复合物具有导电性，可是由于该超分子复合物为一交联体系，不能溶、熔，不便于再加工，而且包埋的选择性也非常低。

本发明涉及合成有机-无机杂化聚合物材料，复合物的主体分子为合成的有机硅管状高分子，其分子尺寸、化学亲和性及分子形态可以根据需要自由调控。其可溶性给体系的再加工成形也提供了方便。使被包埋的客体范围非常广泛，从而得以构筑多种功能材料。

与本发明相关的先期工作是关于结构可控的有机硅管状高分子的合成(见CN97112236．9)。其结构通式如附图1。

图1表示的是有机硅管状高分子的结构通式，图1中的1代表-CH₂CH₂-，-CH₂(CH₂)_nCH₂-，-CH₂CH₂(SiMe₂O)_mCH₂CH₂-，-CH₂CH₂C₆H₄CH₂CH₂-，-CH₂(CH₂)_nOC₆H₄(CH₂)_nCH₂-，-O(CH₂)_nC₆H₄(CH₂)_nO-或-OOC(CH₂)_nC₆H₄(CH₂)_nCOO-。

本发明以有机硅管状高分子为主体分子，在其管腔内包埋具有声、光、电、磁或其它性能的小分子或高分子形成功能性超分子复合物。

本发明的管状高分子复合物分为两种类型，其中一种是包埋小分子或金属离子，另一种是包埋高分子，其结构通式分别见附图2和附图3。

图2表示的是包埋小分子或金属离子的有机硅管状复合物的结构通式，图2中的1代表包埋的小分子或金属离子，图2中的2与图1中的1相同。

图3代表的是包埋高分子的有机硅管状复合物的结构通式，图3中的1代表包埋的高分子，图3中的2与图1中的1相同。

本发明的有机硅管状高分子复合物的制备方法是将客体分子包埋进有机硅管状高分子中形成超分子复合物。上述的包埋方式分为两种：原位包埋或置换包埋。客体分子为具有功能性的小分子或金属离子如：环己酮，四氢呋喃，N-(4-硝基苯基)-(1)-脯氨酸(NPP)，偶氮苯及其衍生物，富勒烯分子，西夫碱类分子或反式茋分子，Pt(I-IV)离子，Eu(III)离子，Tb(III)离子或K(I)离子；或高分子如：聚乙二醇，聚乙烯醇，聚甲基氢硅氧烷，聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，聚酰亚胺及其衍生物或聚丙烯酸及其衍生物等。

上述的原位包埋是按下列方式进行：将有机硅梯形高分子，偶联剂分子，客体分子溶解于有机溶剂中，加入催化剂进行偶联反应，在惰性气体保护下于20～140℃，较佳为40～80℃，反应2～100小时，较佳为20～60小时，形成管状聚合物，与此同时客体分子被包埋进该管状聚合物内腔中形成了超分子复合物。

上述有机硅梯形高分子包括：乙烯基梯形高分子(Vi-T)，丙烯基梯形高分子(Allyl-T)，氢基梯形高分子(H-T)，烷氧基梯形高分子(RO-T，R=CH₃，CH₃CH₂)等。