高活性磷腈碱催化制备聚二甲基-甲基乙烯基硅氧烷

摘要

以八甲基环四硅氧烷(D_(4))和四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D_(4)^(Vi))为共聚单体、高活性磷腈碱t-BuP4为催化剂进行开环聚合,制得高摩尔质量聚二甲基-甲基乙烯基硅氧烷。研究了催化剂用量、反应温度、反应时间、D_(4)与D^_(4)(Vi)质量比、封端剂用量对反应收率、产物摩尔质量及其分布的影响,并采用红外光谱仪、核磁共振氢谱仪、热重分析仪表征了产物结构和热稳定性。结果表明,随着催化剂用量的增加,共聚反应收率先升后降,共聚产物的数均摩尔质量先升后降,摩尔质量分布系数(PDI)在2.0附近波动;随着反应温度的升高,共聚反应收率提高,共聚产物的摩尔质量升高并趋于稳定,PDI在1.9~2.2之间波动;随着反应时间的延长,共聚反应收率提高并趋于稳定,共聚产物摩尔质量先升后降,PDI在2.0~2.2之间波动;随着单体中D^_(4)(Vi)质量分数的提高,共聚反应收率在80.1%~90.2%之间波动,共聚产物的乙烯基链节摩尔分数实测值比理论值偏低,共聚产物数均摩尔质量降低,PDI在1.7~2.2之间波动;随着封端剂用量的增加,共聚反应收率总体呈下降趋势,共聚产物的数均摩尔质量降低,PDI在1.9~2.3之间波动。综合考虑,较佳的反应参数为催化剂用量5×10^(-6)、反应温度100℃、反应时间30 min、D_(4)与D^_(4)(Vi)质量比95∶5、封端剂用量0.004%,此时共聚反应收率为90.2%,共聚产物数均摩尔质量为3.42×10^(5)g/mol,PDI为2.2;磷腈碱可作为环硅氧烷开环聚合的一类新型高效催化剂使用,进一步提高生产效率。