含活性氢基的八聚笼型倍半硅氧烷的合成与表征.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2010年第6期文章编号：1002—1124(2010)06—0005—03科研i篝含活性氢基的八聚笼型开发：倍半硅氧烷的合成与表征范敬辉，张凯，吴菊英，马艳(中国工程物理研究院总体工程研究所。四川绵阳621900)摘要：笼形倍半硅氧烷具有较低的介电常数。采用正硅酸乙酯和季铵碱为原材料，合成了八聚四甲基铵基笼型倍半硅氧烷，并采用二甲基氯硅烷对其进行烷基取代，得到了含活性氢基的八聚笼型倍半硅氧烷。采用核磁共振29si,13C,1H谱和凝胶渗透色谱GPC对其结构进行了表征和确认。关键词：八聚笼型倍半硅氧烷；活性氢基；合成；结构确认中图分类号：TQ264

2、．1文献标识码：ASynthesisandcharacterizationofoctapolyhedraloligomericsflsesquioxanecontainingfunctionalizedhydrogensidegroupFANJing—hui，ZHANGKai，WUJv-ying，MAYan(InstituteofSystemEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China)Abstract：Polyhedraloligomericsilsesquioxanes(POSS)possessesq

3、uitelowdielectricconstant．Octatetram-ethylammoniumpolyhedraloligomericsilsesquioxane(P0SS)wassynthesizedbythereactionbetweenethylsilicateandtetramethylammoniumhydroxide．AndthensilanizedbychlorodimethylsilanetoprepareoctaPOSScontainingfunetionalizedhydrogensidegroup．Theproductwerecharacterizedby~Si

4、-NMR，”C-NMR，H—NMRandGPC，thenitsstructurewascertified．Keywords：0ctapolyhedraloligomericsilsesquioxane(POSS)；functionalizedhydrogensidegroup；synthesization；structureeeai~ing随着大规模集成电路的发展，要求降低材料的介电常数，以减小量子隧道效应和电磁干扰引起的能耗。多面齐聚倍半硅氧烷(polyhedraloligomericsilsesquioxanes，简称POSS)是一类有机多官能化的纳米硅氧烷颗粒。由于具有纳米尺寸的空腔

5、，具有较低的介电常数(2．1～2．7)，通过接枝、共聚、共混等方法将POSS单体引入到其它聚合物中，可以有效地降低聚合物的介电常数。硅氢化反应是一种Si—H键加成到不饱和键上的反应，有机硅聚合物可通过硅氢化反应进行化学改性。含有活性硅氢键(si—H)的倍半硅氧烷适合于进一步制备倍半硅氧烷／聚合物复合绝缘材料。八聚氢基笼形倍半硅氧烷HsSi。O(octahydroPOSS，简写作octaH—POSS)，其结构见图1。收稿日期：2010—04—06基金项目：中国工程物理研究院重大基金资助项目(2007A03003)作者简介：范敬辉(1971一)，女，黑龙江黑河人，高级工程师，学士，主要从事高分

6、子功能材料的应用研究。范敬辉等：含活性氢基的八聚笼型倍半硅氧烷的合成与表征‘2010年第6期了octaH—POSS部分取代衍生物【】。以类似的方为分析纯；蒸馏水(实验室自备)；二甲基氯硅烷法，他们也把甲基丙烯酸炔丙酯与octaH—POSS反(96％)。应得到了相应的四取代加成物。Sellenger和Laine1．2OctaTMA—POSS的合成【。】同样将4当量或者8当量的烯丙基缩水甘油醚与按文献[8]的方法制备。octaH—POSS进行了铂催化硅氢化反应，分离出了1．3OctaHDMSo—PoSS的合成含有4—7个反应点的产物【6'。将三口烧瓶通入N，驱氧除水，将二甲基氯硅但是，octa

7、H—POSS活性很高，在空气中性能不烷与正己烷混溶，搅拌、冰浴。将octaTMA—POSS与够稳定，致使其应用受到了限制。相对而言，八聚氢甲醇混溶，滴加入二甲基氯硅烷与正己烷的混合溶基二甲基硅氧基笼型倍半硅氧烷octadimethylsi—液中，冰浴反应24h。分液，下层用正己烷萃取后，将lane—POSS(简写作octaHDMSO—POSS)的活性较正己烷相与上层合并。减压蒸发，得到白色固体，真低，所含的活性硅氢键可以