含磷POSS阻燃乙烯基酯树脂性能研究

将含磷POSS(DMPOSS)以5wt%、10wt%和15wt%的添加量添加到乙烯基酯树脂中,通过差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、锥形量热仪和扫描电镜(SEM)测试研究了DMPOSS对乙烯基酯树脂玻璃化转变温度、热稳定性和燃烧性能的影响。DSC测试结果表明:DMPOSS的加入能够明显提升乙烯基酯树脂的玻璃化转变温度。LOI测试结果表明:添加DMPOSS改性的乙烯基酯树脂的氧指数随DMPOSS含量的增加而逐渐升高。当添加15wt%DMPOSS时,乙烯基酯树脂的氧指数达到23.8%。锥形量热仪测试结果表明:DMPOSS的加入能够有效降低乙烯基酯树脂的热释放。当添加15wt%DMPOSS时,乙烯基酯树脂的热释放速率峰值降低了44.9%,总的热释放降低了30.4%。

POSS基两亲性嵌段共聚物的合成及自组装行为

用不同结构三乙氧基硅烷为原料,通过水解缩合和环氧化的方法合成了环氧基苯基低聚笼型倍半硅氧烷,再利用胺基和环氧开环反应与聚醚胺反应合成POSS基嵌段共聚物(PEA-POSS),最后将苯基结构羧酸化合成两亲性嵌段共聚物(PEA-POSS-COOH)。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了PEA-POSS-COOH的化学结构。采用溶剂挥发诱导法促使PEA-POSS-COOH自组装,形成以疏水POSS为核、亲水PEA链为壳的球形胶束。利用扫面电子显微镜(SEM)、能量分散型X射线光谱(EDS)、动态激光光散射(DLS)、小角X射线散射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)表征了组装体的形貌与结构性能。结果表明,POSS基两亲性嵌段聚合物可组装成粒径约1.14μm的球形胶束,且POSS结构中的π-π堆叠作用使得球形胶束具有较为稳定结构,熔点提高。

DOPO衍生物/八氨丙基POSS阻燃木塑复合材料的研究

先合成OA-POSS与DPA,然后将其引入到WF/PP木塑复合材料中,通过热压成型方法制备阻燃WF/PP木塑复合材料,进行热失重分析及阻燃性能、力学性能测试,探究了阻燃木塑复合材料的热稳定性能、燃烧性能和力学性能。结果表明:DOPO、DPA和OA-POSS的加入一定程度上提高了复合材料的初始热分解温度,降低了热分解速率,明显提高材料的热解残余物质量。DOPO,DPA和OA-POSS的加入能够显著提高复合材料的阻燃性能,复合材料的残炭量明显增加,最高增加228.05%。DOPO的加入使材料力学性能下降,而DPA和OA-POSS的加入一定程度上增强了复合材料的力学性能。

耐高温POSS基香料前体的制备及释香动力学研究

为研究耐高温香料前体在涤纶的芳香改性上的应用,以不同的香料醛分子和八(γ-氯氨丙基)多面体低聚倍半硅氧烷(OCAP-POSS)为原料,利用Schiff反应成功合成3种POSS基香料前体(M_(1)、M_(2)、M_(3))。采用核磁共振氢谱、红外光谱及紫外-可见光谱表征香料前体的结构;用热失重法研究香料前体的热稳定性能;此外,探索香料前体在模拟人体酸性汗液、中性及碱性皂液环境中的释香动力学特征。结果表明:3种香料前体的热分解温度都超过285℃,即香料前体具有良好的热稳定性;香料前体的结构对其释放性能有显著影响,M_(1)在酸性汗液环境下达到平衡时的释放率为57.86%,M_(3)却只有33.32%,且缓释时间M_(1)(29 h)>M_(2)(16 h)>M_(3)(12 h);3种香料前体在皂液环境下均较为稳定,在酸性汗液中可实现缓慢释放,其释放规律满足一级反应动力学特征。

自愈合POSS-PEG杂化水凝胶的制备及其性能研究

自愈合水凝胶是一种新型仿生智能材料,近年来,由于这种新型材料的自愈合性能,受到人们广泛研究.本研究将亲水的烯丙基聚乙二醇(Allyl-PEG-OH)用“巯基-烯”点击反应连接到疏水的八巯基取代的八聚倍半硅氧烷(POSS-SH)上,然后通过Steglich酯化反应将醛基引入,合成两亲性醛基封端的聚乙二醇官能化八聚倍半硅氧烷(POSS-PEGCHO)交联剂.后与壳聚糖在酸性水溶液中通过席夫碱反应制备得到具有高机械强度、自愈合性能的POSS-PEG杂化水凝胶,并对其自愈合能力、内部微观形貌、机械性能、降解性、溶胀性及细胞相容性进行一系列的研究,探究其作为生物医用材料的潜在性.

POSS杂化环氧丙烯酸树脂的合成及应用

通过自由基聚合的方式将POSS嫁接在环氧丙烯酸树脂链段中,制备出一种POSS杂化的环氧丙烯酸树脂(POSS-co-APA),研究了不同POSS用量对杂化树脂热稳定性能的影响;将POSS-co-APA作为改性剂添加到环氧树脂E51体系中制备复合涂层(PED),探讨了不同POSS-co-APA改性剂添加量对复合涂层性能的影响。结果表明,当POSS质量分数为3%时,POSS-co-APA热稳定性能最优;当改性剂质量分数为5%时,改性环氧涂层硬度最大为6H,断裂伸长率最大为5.2%;当改性剂质量分数为7%时,改性环氧涂层疏水性能最优,疏水角可达110°。

棉织物POSS嵌段共聚物疏水整理及其性能研究

探讨笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)用于棉织物疏水整理的效果。通过溶胶-凝胶法制备八氯丙基POSS,以甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯为反应单体,采用原子转移自由基聚合的方法制备星型POSS嵌段共聚物,并对其红外光谱、核磁共振氢谱进行表征;将POSS嵌段共聚物以喷涂-烘干的方式整理到棉织物上,对整理前后棉织物的红外光谱、微观形貌、水接触角、断裂强力、摩擦和水洗牢度、透湿透气性等进行测试表征。结果表明:整理后棉织物的水接触角为141.2°,断裂强力、透气率、透湿量为未处理棉织物的96.3%、89.7%、92.6%,水洗30次后水接触角为121.9°,摩擦150次后水接触角为135.3°。认为:整理后的棉织物具有疏水性能,且耐摩擦牢度和耐水洗牢度较好,对断裂强力和透气透湿性能的影响较小。

POSS基聚合物的热性能和阻燃性

本文介绍了POSS单体和POSS基聚合物的结构、性能和制备方法。重点阐述了各类POSS基聚合物以及它们的热性能。同时简单介绍了POSS对聚合物阻燃性的影响,分析了POSS提高聚合物热性能和阻燃性的原因,并展望了POSS基聚合物的发展方向。

六面体倍半硅氧烷(POSS)杂化材料

POSS作为一种新型的有机/无机杂化材料在近10年的研究中引起了人们的极大关注,这种杂化材料可以通过不同的合成方法获得,为材料的设计提供了极大的便利。本文综述了近几年来POSS基有机/无机杂化的电致发光材料、液晶材料和POSS衍生物的自组装行为的研究进展,指出这类材料由于制作方便和热力学性能优良,在未来高科技领域中必有宽广的应用前景。

环氧基POSS/PAMAM杂合材料的制备及其性能

以3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷(EPTMS)为原料,合成得到了八官能团缩水甘油醚-多面体低聚倍半硅氧烷(简称POSS-EP)。采用4代树型端氨基聚酰胺-胺(PAMAM)作为POSS-EP和双酚A型环氧树脂(DGEBA)共混物的固化剂,制备了5个环氧基POSS/PAMAM杂化材料。通过动态差示扫描量热仪(DSC),研究了环氧和PAMAM的固化反应动力学。通过DSC、热重分析(TGA)、拉力和冲击测试,对环氧基POSS/PAMAM杂化材料的热性能和力学性能进行了研究。结果表明,该环氧基POSS/PAMAM杂化材料具有优良的热性能和力学性能。

POSS基高分子材料的合成及热性能

倍半硅氧烷(PO SS)是由S i-O组成的纳米大小无机笼型骨架芯即(S iO1.5)n,在其顶点处连接有机取代基团的特殊结构分子,PO SS基高分子材料,由于其优异的热性能引起人们广泛兴趣,文中从合成和热性能两方面,对PO SS基高分子材料的研究进行综述,并提出了今后的发展方向。

八氨苯基POSS交联改性聚氨酯弹性体的制备与性能

以八氨苯基多面体低聚倍半硅氧烷(OapPOSS)为交链剂,原位合成了含有POSS结构的聚氨酯弹性体纳米复合材料,分别采用FT-IR、光学显微镜,动态热机械(DMA)分析以及热重分析(TGA)等对所合成的复合材料进行了表征。结果表明:随着OapPOSS用量的增加,所制POSS/PUE复合材料的拉伸强度增加,扯断伸长率下降,储能模量增加,阻尼因子下降,玻璃化转变温度升高,热分解速率降低。

聚乙烯咪唑/POSS纳米复合质子导电材料的制备与性能研究

研究制备了一种新型基于化学键合的聚乙烯咪唑/POSS纳米复合材料(POSS-b-PVI),并获得一种基于POSS-b-PVI的磷酸掺杂高温非水体系的质子导电膜。研究表明:与纯聚乙烯咪唑薄膜相比,该纳米复合质子导电材料的可见光透过率和质子导电率等有大幅度的提高,在200℃条件下该纳米复合质子导电材料的导电率可以达到7×10-4S/cm,光学透过率可达32%。

芳炔树脂/POSS固化相容性及热稳定性研究

在聚芳基乙炔树脂(PAA)中分别加入笼型八苯基硅倍半氧烷(OPS)、笼型八氨基苯基硅倍半氧烷(OAPS)和笼型八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷(OPAPS)对其进行改性。利用SEM、XRD、红外、DSC和TGA对PAA/POSS体系进行了相容性和热性能的研究。SEM图及XRD结果表明,OPS与PAA相容性差,OAPS次之;由于OPAPS中端炔基可参与PAA的固化反应,因此OPAPS与PAA相容性最好。红外光谱分析结果表明炔基固化反应后主要生成共轭烯和芳环结构,PAA/POSS的复合物中,POSS的笼型结构得以保留。DSC结果表明POSS的加入使得体系放热量有所减少,且OPAPS的加入使体系放热峰向高温区稍有偏移。TGA结果表明OAPS或OPAPS的引入可以基本保持PAA固化产物原有的热稳定性。

POSS环氧化合物的合成

过氧乙酸氧化三乙烯基POSS单体制备POSS环氧化物,通过NMR、FT-IR分析POSS环氧化前后结构的变化,研究并讨论了H2O2浓度、乙酸含量、反应温度、反应时间对三乙烯基POSS环氧化反应的影响。结果表明,三乙烯基POSS环氧化的适宜条件是:H2O2的质量分数为50%,反应温度70℃,CH3COOH∶H2O2=0.5∶1,反应时间5h。

PVDF-g-PMMA/POSS纳米纤维膜的制备与表征

通过活性自由基聚合(ATRP)的方法制备了聚偏氟乙烯-g-聚甲基丙烯酸甲酯(PVDF-g-PMMA)共聚物,其接枝率为10.2%.采用静电纺丝法制备了PVDF-g-PMMA/POSS纳米纤维复合膜,并研究了POSS的含量对其形态、机械性能和晶体结构变化的影响.结果表明:随着POSS的加入,纳米纤维表面粗糙度增加,纤维平均直径减小,复合膜的结晶度最大降低了13.0%,其机械性能和初始模量有不同程度的增加,且当POSS质量分数为2%时,拉伸强度达到了8.01 MPa.

POSS掺杂改性聚氨酯水性分散体乳液的研究

采用化学改性方法制备了一种POSS掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用投射电镜等多种测试手段对POSS掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行表征和研究.结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能(>90 d),POSS与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应.POSS的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力.

新型POSS基有机/无机杂化分子发光材料的制备及聚集效应研究

有机发光材料在电致发光与显示器件领域有着非常广泛的应用。以具有高荧光量子产率的长共轭芴类衍生物2-乙炔基-7-(4-(4-甲氧基苯乙烯基)苯乙烯基)-9,9-二辛基芴(EMOF)和POSS(T8H8)为原料,通过硅氢化反应制备了POSS基有机/无机杂化分子发光材料(EMOF-POSS),并用FT-IR、1H-NMR和13C-NMR对其结构进行了表征。通过紫外-可见和荧光光谱研究了EMOF和EMOF-POSS在不同比例的THF/H2O混合溶剂中的聚集效应,并对两者的热性能进行了测试。结果表明,EMOF-POSS不仅具有较好的热稳定性,而且有效地降低了荧光生色团的聚集,从而提高了材料的荧光量子产率(ΦFL)和发光性能。

新型POSS基有机/无机纳米杂化材料的制备及光限幅性能研究

以二苯乙烯衍生物4-乙炔基-4′-硝基二苯乙烯(ENS)和POSS(T8H)为原料,通过钯催化硅氢化反应制备了POSS基有机/无机纳米杂化复合材料(POSS-ENS),并用IR、1H NMR、29Si NMR、UV-vis对其结构进行了表征。同时,对材料的光限幅性能和热性能进行了测试,结果表明,纳米杂化复合材料不仅对532nm、4ns脉宽的激光具有良好的光限幅效应,而且具有很好的光学稳定性和热稳定性能。

POSS/PMMA纳米复合材料的制备及性能

将笼形纳米粒子八己烯基多面低聚倍半硅氧烷(Oh-POSS)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)通过溶液共混法制备无机/有机纳米复合材料。利用FTIR对复合材料的结构进行表征。SEM观察结果显示:当Oh-POSS含量较小时,复合材料薄膜具有较为平整的表面,无机粒子Oh-POSS均匀地分散在PMMA基体之中;随着Oh-POSS含量的增加,Oh-POSS逐步发生聚集现象。TGA、DSC以及拉伸试验结果表明:Oh-POSS含量较低时,Oh-POSS的引入能明显改善材料的热稳定性和力学性能,但当Oh-POSS含量较高时,热学和力学性能下降。