巯基-双键反应是点击化学反应的一种,具有反应速度快、定向选择性高、反应条件温和、反应适应性强等特点,已被广泛应用于聚合物合成和功能化、表面改性、纳米压印材料、聚合物微球、涂层以及凝胶等。有机硅化合物是指至少有一个有机基团连接到硅原子的化合物。关于有机硅化学的研究是元素有机化学领域中发展最快的一支,特别是以此为基础形成的有机硅材料,如硅油、硅橡胶、硅树脂等,由于其具有耐高低温、防潮、电气绝缘、耐腐蚀、耐老化以及生理惰性等许多独特性能,为其他有机高分子材料所不能比拟和替代,因而被广泛应用于航空航天、电子电气、轻工、化工、纺织、机械、建筑、交通、能源、医药医疗、农业等领域。目前功能化有机硅产品主要是通过硅氢加成反应来实现,但是这个反应存在着一些无法避免的缺点,如反应需要使用重金属催化剂,这在工业生产上将是很大的成本压力；同时重金属催化剂的存在会影响有机硅产品在生物医学领域的应用；反应需要在惰性气体保护下进行,反应时间比较长；羰基、羧基、羟基等功能基团的存在会影响催化剂的催化效果等。因此寻找一种快速有效、无重金属催化剂的反应来制备有机硅聚合物是至关重要的。本文主要经巯基-双键反应设计合成有机硅聚合物及其性能研究,探索其作为一种制备有机硅材料的方法的可行性。1.以端基或侧链为乙烯基的聚硅氧烷为原料,与带有不同官能基团的巯基化合物通过巯基-双键反应,快速有效地得到带有羟基、羧基、酯基、硅烷氧基以及氨基酸等功能基团的聚硅氧烷,所得产物的结构通过红外光谱、核磁共振以及GPC进行表征,GPC测试结果表明在反应过程中没有发生聚硅氧烷主链的断裂和分子间的偶联。TGA和DSC测试结果表明所得的功能化聚硅氧烷保持了硅氧烷优良的热稳定性。与传统硅氢加成反应相比,这种方法反应速度快、不需要惰性气体的保护、避免了复杂的保护／脱保护的过程,大大简化了功能化聚硅氧烷的制备方法,同时由于实验中所用的巯基或双键化合物都是已经商品化的产品,这为其工业生产提供了可能。最为重要的是在反应过程中没有重金属催化剂的引入,从而使得到的功能化聚硅氧烷在生物医学领域具有广阔的应用前景。2.以巯丙基甲氧基硅烷为原料,通过格氏反应得到两种超支化的单体：巯丙基甲基二烯丙基硅烷(AB2)和巯丙基三烯丙基硅烷(AB3),单体结构通过红外光谱、核磁共振、质谱和元素分析进行表征。以上述两种单体为原料,通过巯基-双键反应得到两种超支化聚合物并对其外围进行功能化研究,通过核磁共振、GPC和MALDI TOF MS来确定超支化聚合物的分子结构、分子量及其分布,产物的支化度通过定量硅谱进行测定。实验结果表明所得超支化聚合物的支化度分别为0.60和0.22,同时体系中由于硫元素的引入提高了所得超支化聚合物的折射率,分别达到1.5269和1.5286,并且硫醚键的引入不影响所得聚合物的热稳定性。由于所得到的超支化聚合物分子内含有硫醚键,可以作为一种潜在的重金属吸附材料。3.以乙烯基三甲氧基硅烷为原料,水解得到八乙烯基倍半硅氧烷(POSS-Vig)。以此为反应物,将其与带有巯基的多官能基化合物在紫外光下进行巯基-双键加成反应,得到一系列多官能化的POSS化合物,所得化合物的结构通过红外光谱、核磁共振、质谱、元素分析等进行表征。所得到的多官能化POSS化合物外围有大量的功能化位点,因此可以作为催化剂或药物的载体；同时也可以作为原料来制备以POSS为核的树枝状大分子或有机无机杂化材料。4.以高分子量的甲基乙烯基聚硅氧烷为生胶,气相法白炭黑(TS-530)为补强填料,聚(巯丙基甲基)硅氧烷为交联剂,安息香双甲醚(DMPA)为光引发剂,在双辊机上将这几种原料混匀后,通过模压成型,然后在紫外光的照射下发生巯基-双键交联反应,得到一种紫外光固化的硅橡胶。研究了催化剂用量、生胶中乙烯基链节含量等对所得硅橡胶力学性能以及透明性的影响,通过SEM研究补强填料在生胶基体中的分散性,同时通过DMA和TGA研究所得紫外光固化硅橡胶的动态力学性能和热稳定性,寻找到了通过巯基-双键反应固化硅橡胶的最佳配方。