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1、第38卷第11期化工新型材料Vol38No112010年11月NEWCHEMICALMATERIALS27聚磷腈功能高分子材料的合成及应用研究进展张新孟王秀峰江红涛伍媛婷(陕西科技大学材料科学与工程学院,西安710021)摘要聚磷腈是一类具有特殊结构与性能的新型功能高分子材料,已经广泛应用于航空航天、船舶制造、石油化工及生物医学等领域。本文对聚磷腈材料的合成方法、改性进展以及作为功能高分子的应用近况进行简要综述。关键词聚磷腈,高分子导体,生物医用材料,阻燃材料,分离膜,非线性光学材料Ad
2、vanceinsynthesisandapplicationresearchofpolyphosphazenesfunctionalpolymermaterialsZhangXinmengWangXiufengJiangHongtaoWuYuanting(SchoolofMaterialScienceandEngineering,ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xian710021)AbstractPolyphosphazenesarerelativelynewty
3、peoffunctionalpolymerwithparticularstructuresanduniqueperformances,servingaspotentiallyusefulcandidatesforbeingappliedtofieldsofaviation,watercraft,fabrication,petrochemicalsandbiomaterials.Thepreparation,modificationofpolyphosphazenespolymerandapplicationfie
4、ldswereintroducedemphatically.Keywordspolyphosphazene,polymerconductor,biomaterial,resistantflamematerial,separatemembrane,nonlinearpoticalmaterial聚磷腈高分子是以磷、氮原子以单、双键交替连接构成基代苯等高沸点溶剂中,以三氯化硼为催化剂,使三聚体在精确本骨架的聚合物,每个磷原子上连接有两个侧基R1、R2,其结控制温度下聚合得到聚二氯磷腈中间体,再经过取代反应制构式为
5、NP(R1R2)。通过选择合适的R基可以赋予备出全取代的聚磷腈高分子。这种方法聚合时间短,反应温材料良好的光、热稳定性,耐高、低温性能,生物相容性、可生度低,转化率高,聚合产物分子量分布较窄。但是,目前该方物降解、抗氧化性,耐辐射、耐水、耐油、耐溶剂以及阻燃等独法要求反应温度控制精确,否则不易得到聚合产物,且得到的[36]特的物理化学性能,已引起广泛关注。自1965年Allcock首次聚合产物分子量较低,这些不足限制了其进一步应用。通过六氯环三磷腈在真空下熔融开环聚合得到可溶性的聚二1.2小分子合成聚磷腈[1
6、]氯磷腈以来,有关聚磷腈的研究才取得了突破性进展。近1.2.1Cl3P=NSi(Me3)3的室温活性阳离子聚合年来,大多数研究者致力于聚磷腈功能高分子材料的合成与PaulsdorfJ等[7]在室温下以单体Cl3P=NSi(Me3)3发生研究,其范围涉及特种橡胶、阻燃材料、生物医用材料、高分子阳离子聚合,得到分子量分布窄的线性聚二氯磷腈,反应过程[2]液晶以及光电导材料等多个方面。如反应式1所示。这个反应可在常温下(22~24!)进行,并且几乎为定量反应,反应物的分子量可以通过加入引发剂的1聚磷腈的合成方法量来控制
7、。但是,单体Cl3P=NSi(Me3)3的制备条件苛刻使1.1环三磷腈合成聚磷腈[8]其应用受到一定的限制。1.1.1开环聚合Allcock于1965年以六氯环三磷腈的热开环聚合制备出可溶性的聚二氯磷腈,大致过程如下:将六氯环三磷腈单体于真空条件下,在250!左右保温反应数小时,得到长链聚合物,然后以功能基团进行亲核取代制备出目标高分子。此方法操作简单,条件成熟,合成聚合物分子量大,而且产物易于与反1.2.2Cl3P=NP(O)Cl2为单体的溶液缩合聚合[3]Jaeger等[9]就报道过以Cl应物分离,目前大多
8、数研究者仍沿用该方法。其缺点是必3P=NP(O)Cl2为单体的溶液须采用高纯度原料,很高的反应温度和较长的反应时间。缩合聚合制备磷腈高分子。将(NH4)2SO4和PCl5定量反应1.1.2溶液聚合制备的Cl3P=NP(O)Cl2单体,于245!高温下分解出P(O)溶液聚合是将六氯环三磷腈溶于氯代萘、1,2,4三氯Cl3,然后使体系温度升
