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酸性条件下硅醇盐Si(OCH3)4水解与聚合机理的密度泛函研究
  • ISSN号:1000-3304
  • 期刊名称:《高分子学报》
  • 时间:0
  • 分类:O614.121[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]枣庄科技职业学院医学技术系,滕州277500, [2]泰山学院化学化工学院,泰安271021, [3]山东大学化学与化工学院,济南271000
  • 相关基金:国家自然科学基金(基金号11174215)和山东省自然科学基金联合专项(基金号ZR2012BLl0)资助项目
中文摘要:

用密度泛函方法在B3LYP/6-31G(d,p)基组水平上对反应系统中的所有物种进行全优化,用CPCM溶剂模型在同一基组水平上进行了单点计算,系统研究了硅醇盐前驱体Si(OCH3)4在酸性条件下的水解、聚合机理,阐明了二者的相互竞争关系.研究发现,H2O以氢键或配位键与前驱体结合,然后通过氢转移完成水解;水分子从质子化烷氧基的对面键合并发生水解;第4级水解是H2O从对位驱逐质子化烷氧基,但不能水解完全;水解产物通过"环状模式",由氢键结合成多元环,然后发生氢转移并完成聚合;水解过程的能垒明显低于聚合过程;H+阻止水解产物聚合成环;硅正离子可引发无垒聚合反应,但在能量上并不可行.

英文摘要:

All species in this reaction system were fully optimized at B3LYP/6-31G(d,p) basis set level by using density functional theory,and then single point energy calculations were performed.In succession the hydrolysis and oligomerization mechanisms of Si(OCH3)4 in acidic solutions were investigated systematically to elucidate the competitiveness between hydrolysis and oligomerization.This theoretical model show that:(1) H2O is bonded to precursors via hydrogen bonds or coordination bonds to facilitate hydrolysis;(2) H2O attacks precursors from the opposite side of protonated alkoxy groups;(3) for the fourth-order hydrolysis,H2O expels protonated alkoxy groups from the opposite side,but the precursor does not hydrolyze completely;(4) the hydrolysis products condense via the "ring mode",viz. the hydrolysis products are linked together via hydrogen bonds to form polyatomic rings to oligomerize via hydrogen transfer;(5) the precursor Si(OCH3)4 is inclined to hydrolyze than to condense;(6) proton blocks the cationic dimers to cyclize;(7) silicon cation can solicit non-barrier oligomerization,but the ionic reaction channels are energetically unfavorable.

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期刊信息
  • 《高分子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院化学研究所
  • 主编:张希
  • 地址:北京市海淀区中关村北一街2号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:gfzxb@iccas.ac.cn
  • 电话:010-62588927
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3304
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1857/O6
  • 邮发代号:2-498
  • 获奖情况:
  • 国家优秀期刊二等奖,中科院优秀期刊二等奖,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国高分子图书馆,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19174