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聚硅烷是主链大部分由硅原子组成的一类聚合物。由于主链上的Si原子半径较大,且具有3d空轨道,使得主链的σ键易极化,σ电子可沿聚硅烷主链广泛离域,形成与大π共轭类似的σ共轭体系。从而赋予了聚硅烷独特的光电性质。
本论文总结了聚硅烷的合成、光学、导电以及热学性质,在此基础上设计合成了一种硅烷单体,并与其他几种硅烷单体共聚合成了多种二元、三元聚硅烷,并探讨了聚硅烷结构与性能的关系。
用格氏法合成了乙烯基苯基二氯硅烷单体,对此硅烷的制备方法、合成影响因素进行了比较优化,并以此单体和3种含不同官能取代基的氯硅烷通过Wurtz合成法共聚,得到一系列新型聚硅烷。
用FT-IR、1H-NMR谱验证了所得共聚硅烷的结构。用XRD、TEM等方法对其聚集态结构进行了表征、分析,结果表明乙烯基苯基共聚硅烷为非晶结构,在溶液中分散后可形成囊泡状、云团状、以及树枝状的聚集态结构。
以UV-Vis和FS对这几种聚硅烷的光学性质进行了表征。通过用一定波长的紫外光对聚硅烷分别进行辐照,记录了其紫外吸收随辐照时间的变化情况,分析了聚硅烷结构与其光降解性的关系;并利用热失重表征了它们的热分解温度以及热稳定性。得出这些聚硅烷有很高的热分解温度(350℃以上)以及很大的热残留率。用高阻计对掺杂前后的聚硅烷导电率进行测试,结果表明掺杂后的聚硅烷电阻率下降3个数量级。
以上表明乙烯基苯基共聚硅烷有不亚于其他聚硅烷的光电性能,并在耐光降解与热降解方面有突出的表现。