结构独特的梯形聚硅氧烷(LPS)分为氧桥基梯形聚倍半硅氧烷(LPSQ)和有机桥基梯形聚硅氧烷(OLPS)。它是一类具有重要学术价值与应用前景的特种高分子，其合成一直是高分子科学领域具有挑战性的研究课题。二十多年来本组将高分子合成化学与超分子化学有机地结合，提出并逐步完善了“超分子构筑调控的逐步偶联/聚合”方法，利用该方法合成了一系列结构规整的OLPS。但是至今未能合成出结构规整的LPSQ。本论文旨在利用盘状苯并菲侧基的强π-π堆积与硅羟基氢键协同作用构筑成“超分子通道”的受限环境保证其单体分子自组装成有序梯形超结构(LS)，并在碱性催化剂和浓溶液条件下脱水缩合，合成了迄今结构最为规整的LPSQ，同时实现了非手性单体合成缩聚高分子的立体构型的控制，解决了四十多年来困扰国际高分子化学界的难题。并且利用一系列对比实验有力地证明了溶液中预构筑的LS的存在。相关论文已在德国应用化学(国际版，2006，45，3112—3116)上发表，评审人给予了如下评价：“在这项工作中，作者提出了一个”超分子通道受限合成“(Supramolecular channel confined synthesis)的概念，单体的酸性水解产物通过氢键和Pi-迭合相互作用预组装成拟(pseudo)超分子梯，它可以在碱性条件下聚合，得到相应的具有很高构象因子的梯形高分子。”　　 论文的主要内容和结果如下：　　 1.高规整性顺式.全同梯形超结构(LS)的形成与表征　　 A.设计、合成了两侧含有苯并菲盘状液晶基元的四羟基二硅氧烷单体M。利用苯并菲基团的π-π堆积和硅羟基的氢键之间的协同作用形成一维有序的梯形超结构LS，同时由于LS的同一梯撑两侧的苯并菲基团的相互作用使其具有顺式构型，而LS同侧的苯并菲基团之间的堆积作用使其具有全同的构型，即LS具有顺式-全同构型。　　 B.设计了一系列的对比实验：包括29Si-NMR、溶液冷冻干燥样品的XRD、荧光光谱和氢—氘(H-D)交换活性测定等确证了单体M在溶液中自组装形成规整顺式-全同LS。　　 2.高规整性顺式-全同梯形聚倍半硅氧烷(LIP)的合成与表征　　 A.从保证梯形超结构LS的稳定存在和在聚合过程中有效发挥模板作用的角度出发，研究了温度、浓度、溶剂和催化剂等因素对LS的构筑和缩合反应的影响。选择较低的温度(60～80℃)和较高浓度(0.1～0.5g/mL)、低极性溶剂(1，1，2，2-四氯乙烷)以及在碱性催化剂作用下将梯形超结构LS转化为相应的共价键顺式-全同梯形高分子LP，并进一步在固相通过减压除水缩合提高LP的分子量。　　 B.通过XRD、29Si-NMR、荧光光谱、光散射和形貌观察(TEM、AFM)表明LIP是一个高分子量、可溶的高规整性顺式—全同梯形高分子。代表其规整性的29Si-NMR谱中SiO3/2的共振峰基线宽度小于1.0 ppm。　　 3.一般采用双亲性分子进行LB膜研究，实验发现这种非双亲性的刚性棒状大分子LP也可在水面上形成稳定的单分子膜，其重复单元的占有面积为1.0 nm2；并可以连续均匀地被(单向)转移到固体基板上.所形成的LB膜中分子排列具有一定的取向性，紫外和荧光二色性比分别为2.8和3.2；大分子链平行于拉膜方向，而盘状基元与基板垂直，即采取“edge-on”的模式。以上结果预示出LP作为一维导体有着潜在的应用前景。　　 4.利用紫外、红外、荧光光谱和动态激光光散射研究了含有双重氢键的对苯二氨基甲酸酯桥接的苯并菲二聚体分子在不同溶剂中的自组装行为，发现在非极性溶剂(如甲苯)中的超分子自组装结构最为有序。溶液冷冻干燥样品的XRD图表明在溶液中形成了一维有序柱状堆积的梯形超结构，为该二聚体在光电材料和器件的应用提供了理论依据。