多金属氧簇/聚合物透明杂化材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种多金属氧簇/聚合物透明杂化材料的制备方法。包括可聚合阳离子表面活性剂的合成、可聚合阳离子表面活性剂对多金属氧簇进行静电包覆制得可聚合的有机/无机复合物、将制备的复合物与高分子单体共聚获得透明的聚合物杂化材料三个步骤。在材料制备过程中，可聚合表面活性剂起到了关键性的作用，一方面通过静电包覆，在保持多金属氧簇自身功能特性不变的情况下，对其表面改性并转移至有机相中；另一方面通过可聚合基团与高分子链段的共价相连，实现了多金属氧簇与聚合物在分子尺度的杂化，从而有效提高了杂化材料各组分之间的相容性，克服了机械混合中的相分离行为。所得材料可用制备具有荧光、滤光、抗紫外辐射等性能的光学器件。

主权项

1、多金属氧簇/聚合物透明杂化材料的制备方法，包括适合于包覆多金属氧簇的可聚合阳离子表面活性剂的合成、可聚合阳离子表面活性剂对多金属氧簇进行静电包覆制得可聚合的有机/无机复合物、将制得的有机/无机复合物与高分子单体共聚获得透明的聚合物杂化材料三个步骤；其特征在于：(1)适合于包覆多金属氧簇的可聚合阳离子表面活性剂的合成是通过酯化反应，将含有酰氯或羧基的可聚合基团共价连接到羟基卤代烷或羟基胺上，生成含可聚合基的卤代烷或胺；再通过对卤代基团的季铵盐化，制得可聚合阳离子表面活性剂；(2)可聚合阳离子表面活性剂对多金属氧簇进行静电包覆制得可聚合的有机/无机复合物是将可聚合阳离子表面活性剂溶于氯仿、二氯甲烷、苯或甲苯中，浓度为2～4毫克/毫升，将待包覆的多金属氧簇溶于水中，浓度为1～5毫克/毫升；控制二者用量，使表面活性剂的总电荷数与多金属氧簇的总电荷数的比例为0.85～0.96∶1，其中总电荷数等于单个分子电荷数乘以摩尔量，在搅拌状态下，将表面活性剂的有机溶液滴加到多金属氧簇水溶液中。继续搅拌1～10小时后，用分液漏斗将有机相分出，有机相再用水洗2～5次，按0.2～0.5克/100毫升加入无水硫酸钠干燥处理，最后过滤并蒸干溶剂，得到可聚合的有机/无机复合物；(3)有机/无机复合物与高分子单体共聚获得透明的聚合物杂化材料是将已获得的可聚合复合物溶解在高分子单体中，反应体系中复合物的质量含量为1～10％，在自由基引发剂存在下，引发剂质量百分含量为0.1～0.3％，先升温至50～55℃左右，预聚2～4小时，然后以1～2℃/分钟的速度缓慢升温至60～65℃，继续聚合6～12小时，最后在80～85℃固化12～24小时，开模即得透明杂化材料。