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本文以T8硅氧烷六面体、3,3-二甲基-4-戊烯酸甲酯、乙基-2-溴丁酸、铂催化剂、丙烯酰胺、镍化合物催化剂等为主要原料,先通过化学合成制备具有八个卤素激化位的巨硅氧烷激化体,再通过原子转移自由基聚合技术制备分子量可控的星型聚丙烯酰胺。
在制备具有八个卤素激化位的巨硅氧烷激化体中,以T8硅氧烷六面体(Si<,8>O<,12>R<,8>,这里R=-Si(CH<,3>)<,2>H)为核,通过设计和合成具有γ碳位上带两个甲基的溴化烯烃的硅氢化作用,实现了α碳位的选择性加成反应。反应通过<1>H NMR谱中的Si(、CH<,3>)<,2>双重峰变为单峰和烯烃多重峰的消失,以及SiH的2140 cm<-1>在红外光谱上的消失来监测。所有合成的化合物都通过<1>H NMR,<13>C NMR,FT-IR,质谱和元素分析进行分析表征。
星型聚丙烯酰胺的原子转移自由基聚合反应在避光、真空、100℃条件下进行16 h。所制备的星型聚丙烯酰胺的<1>H NMR谱展现了典型的聚丙烯酰胺的特征,即在1.6ppm和2.2ppm的两个宽峰,分别对应主链上的CH<,2>和CH基团;每个宽峰具有强度不等的双峰结构,这是因为主链上碳的不同空间构型。红外光谱在3345和1659 cm<-1>具有两个强的振动峰,它们分别对应于NH<,2>和CO的振动带。
在实验中,还通过改变丙烯酰胺与巨激化体的摩尔比,制备出不同分子量的星型聚丙烯酰胺。随着摩尔比的增加,分子量大致呈线性方式增大,表现出分子量的可控调节性。随着分子量的增加,分子量的分散度也稍微变宽。
合成的星型聚丙烯酰胺为白色粉末,具有很好的水溶性,而不溶于通常的有机溶剂,如二氯甲烷、乙酸乙酯、四氢呋喃和丙酮。熔融温度为~248℃,玻璃化温度T<,g> 为~114℃。