聚二茂铁硅烷可由二茂铁二锂盐与二氯硅烷缩聚反应或二环戊二烯基二甲基硅烷二锂盐与二氯化铁缩合反应制备(图a),但受制于单体纯度,共聚物分子量较低。若采用三氯硅烷缩聚生成超支化聚二茂铁硅烷,分子量和溶解性大大提升。另一类主流合成方法是I.曼纳斯[注]发展的硅桥二茂铁的开环聚合,包括热开环聚合、阴离子开环聚合、过渡金属催化开环聚合及光催化开环聚合等,可以在温和条件下制备分子量可控的聚二茂铁硅烷。特别是阴离子开环聚合,作为一种可控/活性聚合,可顺序引发硅桥二茂铁及其他环状单体(六甲基环四硅氧烷)、苯乙烯等进行共聚得到嵌段共聚物(图b、c),提供了一种合成含过渡金属嵌段聚合物的有效方法。
聚二茂铁硅烷具有氧化还原、电、光、磁等多种特性,在导电材料、高折射率材料、氧化还原活性凝胶、等离子电子束蚀刻抗蚀剂、磁性陶瓷材料领域有重要应用。通过氧化掺杂(I2掺杂)后,电导率提升;二茂铁硅烷-硅氧烷嵌段共聚物自组装形成核/壳结构纳米线,是一种潜在的纳米级自绝缘导线材料。低分子量聚二茂铁硅烷经过四氰基乙烯氧化后,在低温呈现铁磁有序特性。聚二茂铁硅烷高温裂解后得到铁磁陶瓷材料,作为磁记录材料、巨磁阻材料及电磁波吸收材料,在电子工业、电磁屏蔽与防护等领域具有重要的应用。