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1、有机硅材料,2004,18(1):27~31综述#专论SILICONEMATERIAL有机硅聚合物功能材料的研究与应用*雷艳秋,孙争光,黄世强(湖北大学化学与材料科学学院,武汉430062)摘要:综述了聚硅烷和聚硅氧烷作为一种新型的功能材料在光、电、声、磁学领域中的研究与应用。主要介绍了聚硅烷的电子结构、光吸收特性及其在光材料、电导材料中的开发与应用,并详细叙述了聚硅烷作为三阶非线性光学材料的研究及其发展方向。关键词:聚硅烷,聚硅氧烷,光材料,电材料,非线性光学材料+中图分类号:O634141文献标识码
2、:A文章编号:1009-4369(2004)01-0027-03在有机聚合物材料日益受到人们青睐的今些缺陷结构,类似于链上有接枝点或像一些地方天,有机硅聚合物材料已成为人们研究的热点。被氧化一样;R电子并不是沿整个主链广泛离[1]有机硅聚合物主要包括以SiSi键为骨架的聚硅域。这将影响聚硅烷的一些性质。也可利用烷和以SiO键为骨架的聚硅氧烷以及主链上还荧光光谱分析聚硅烷的电子结构。不论采用哪种含有其它杂原子的聚硅杂烷。有机硅聚合物耐高方法,都将加深人们对聚硅烷电子结构的认识。温,具有优良的光电性能、阻燃
3、性、生理惰性,聚硅烷的光吸收特性很独特。主要是由于主且无毒无味、形态多样。目前应用最广的是以聚链是生色团,且R电子广泛离域。吸收紫外光硅烷和聚硅氧烷作成的功能材料。由于二者的主后,聚硅烷的每一个键都可参加反应,或交联或链组成及电子结构不同,决定了它们的物理和化分解;分解时生成二价的硅烯R1R2SiB和一价学性质存在差异;因此,用途也各有不同。当它的硅自由基R1R2Si#,R1R2Si#有一个未成对们的侧链带不同的功能取代基或与不同的功能聚电子,可沿整个主链广泛离域。聚硅烷的紫外光合物共聚时,都可表现出优
4、异的特性而在光电材吸收特性受其聚合度及取代基的种类、空间位阻料中得到广泛应用。前者在这方面的应用主要由的影响。最大吸收值随聚硅烷聚合度的提高而向[2]自身的电子结构决定;而后者由于主链上没有离红外区迁移,直至聚合度达到50;对于有限域电子,不能导电,所以用做光电材料时大部分链长的烷基取代的聚硅烷,其第一吸收峰的最大由侧链或共聚物的性质决定。本文分别叙述了它位置主要由侧基的体积决定。一般来讲,侧基体们在光电材料中的研发与应用状况。积增大,吸收的波长也相应增大;当温度降低时,光谱变窄,峰发生位移,大部分发生
5、蓝移,1聚硅烷这是由于温度的变化引起聚硅烷的构型发生变化。不对称取代的聚烷基硅烷与对称取代的聚烷聚硅烷的主要特点是主链由SiSi键相连而基硅烷相比,由于其链呈无规线团构象,取向度成。聚硅烷中的Si原子具有3d空轨道。硅原子小,所以吸收峰较宽。到目前为止,还没有证据处于外电场或被激发时,d轨道发生能级分裂,[3]证明烷基取代的聚硅烷有振动精细结构;但p轨道电子可跃迁到d轨道,并可沿整个主链广其带宽是不均匀的。用S1Seki理论解释,这是泛离域,形成大的R共轭体系,从而具有类似P电子的共轭体系。聚硅烷的电子
6、结构目前尚不十分了解,且由于分析方法不同,说法也不一。收稿日期:2003-04-21。29作者简介:雷艳秋(1976)),女,硕士生,研究方向为有S1Seki利用SiNMR谱、光致发光光谱、瞬间机硅功能高分子。光谱分析,证明了用伍兹法合成的聚硅烷存在一*联系人,E-mail:shqhuang@126.com。#28#有机硅材料第18卷由于其主链具有缺陷结构。对芳基取代的聚硅些P共轭聚合物的非线性光学材料相比,聚硅烷烷,由于芳环的2pP轨道和Si的3dP轨道相互由于特殊的物理、化学和光学特性,成为一类新作
7、用后,共轭程度增大,使其吸收峰发生红移,型的非线性光学材料。陈德本等人详细论述了聚且吸收带变宽;当其侧基为稠环基如萘基时,其硅烷作为非线性光学材料的许多优点:主链上的[4]光谱行为类似P共轭的聚合物。聚硅烷可发射电子发生跃迁时,在可见光区甚至近红外区是完荧光和磷光;当侧基改变时,其荧光波长也发生全透明的,减少了光的损失;随着取代基的改变化。由以上分析可知,聚硅烷的电子光谱具有变,其紫外吸收峰可位移;不对称的聚硅烷易溶独特的性质;故产生独特的光学、电学性质,使于有机溶剂,可制成膜进行光学研究;热稳定性[7
8、]其在发光、电导、光敏、非线性光学材料、光刻和化学稳定性都很好。作为非线性光学材料,(3)胶等领域中的应用价值不同凡响。虽早在20世聚硅烷的X受许多因素的影响,如非定域共纪20年代,人们便制备出了含取代基的聚硅烷;轭体系的长度,给体与受体取代基的类型,链的[8]但由于这类聚合物高度结晶、不溶于有机溶剂、取向、构象及尺寸大小,温度及膜的厚度。受热易分解、难表征,所以,几乎到80年代初,一般地讲,温度升高,侧链熔化,发生相转变,(3)当一系列的
