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%。

基于乙烯基POSS改性的厌氧胶的制备及性能研究

针对机械设备维护与修理中厌氧胶连接件的可拆卸性问题,本研究利用乙烯基二甲基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷(POSS-V)对厌氧胶连接件的力学性能进行改性。通过红外光谱对固化前后的厌氧胶进行了表征,并结合摩擦磨损试验、扫描电镜分析、流变学测试、扭矩测试以及剪切强度的测试,深入研究了POSS-V对厌氧胶性能的影响机制。研究发现,POSS-V的引入显著提升了厌氧胶的耐热性,并通过交联作用,使破坏扭矩最大可提高64.75%,POSS-V与丙烯酸酯产生交联反应形成了球状颗粒,有效减少了摩擦系数。在提高厌氧胶破坏扭矩的同时,还维持甚至降低了拆卸扭矩值,从而优化了厌氧胶的综合性能。

乙烯基POSS-丙烯酸酯杂化共聚物湿敏材料的湿度响应稳定性

八乙烯基POSS(OV-POSS)是由硅、氧、碳元素组成的一种笼状多面体结构的化合物,基于OV-POSS合成了有机-无机杂化丙烯酸酯共聚物Cop(MBHP_(0.23))。采用红外光谱仪测试材料的分子结构,证明了共聚物Cop(MBHP_(0.23))的成功合成。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察材料薄膜的表面形貌特征和粗糙度,证明OV-POSS的加入提高了湿敏膜的感湿响应性能。采用热重分析仪测试材料热的稳定性,结果表明材料具有优异的热稳定性。采用LCR数字电桥测试叉指电极的阻值,结果表明材料的湿敏响应曲线具有较高的线性度(r=0.996),较短的响应/恢复时间(14.0s/68.5s),较小的湿滞(0.88%RH)和较低的温变系数(0.035%RH/℃)。采用电化学工作站测试材料薄膜的介电性能,研究了材料的湿度响应机理,表明在低、中湿度范围内由湿敏材料的本征导电占主导,在高湿度范围内由离子导电性占主导地位。

蝌蚪型POSS嵌段共聚物多孔膜制备及其疏水性能

针对传统疏水整理方法存在高温处理、对设备要求高、织物固有属性降低等缺点,以蝌蚪型倍半硅氧烷(POSS)嵌段共聚物为成膜材料,通过呼吸图案法制备有序排列的多孔膜。以硅片为基底,优化溶剂种类、共聚物质量浓度、成膜温度及成膜时间,得到孔径均匀的多孔膜,对其表面疏水性能进行测试。以棉织物为基底,优化共聚物质量浓度制备多孔膜,测试其表面疏水性能。结果表明:蝌蚪型POSS嵌段共聚物在硅片表面成膜最佳工艺条件为溶剂三氯甲烷,共聚物质量浓度30 mg/mL,温度80℃,时间60 s,在此工艺条件下多孔膜水接触角为117.8°,具有疏水性能;以棉织物为基底,通过呼吸图案法在棉织物表面制备多孔结构,共聚物质量浓度为60 mg/mL时,其表面水接触角为154.0°,孔的结构规整性最好且达到超疏水;在相同质量浓度条件下水接触角较浸渍-烘干法高15°左右。

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。

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。

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。

用低支化聚酯液晶/POSS共混改性环氧树脂的研究

以对羟基苯甲酸、对苯二甲酰氯和偏苯三酸酐(TMA)为原料,合成了低支化聚酯液晶聚合物(LLCP),并将其与γ-氨基六面体倍半硅氧烷(POSS)协同改性环氧树脂体系。研究结果表明,LLCP/POSS能对环氧树脂复合材料起到很好的增韧作用,改性后的环氧树脂复合材料冲击性能是纯环氧树脂的2.1倍。利用扫描电镜(SEM)观察复合材料断裂面形貌,探讨其增韧机理。热重分析(TG)表明:改性后材料的起始分解温度和最大分解速率温度分别比纯环氧树脂高出20℃和13℃,材料热稳定性提高。

辐射交联聚氨酯及其POSS复合材料的制备与表征

先用本体聚合方法由液化MDI、聚碳酸酯二元醇及甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基笼形六面体倍半硅氧烷(POSS)合成链末端含不饱和双键的聚氨酯弹性体,然后通过γ射线辐照制得了辐射交联型聚氨酯及其POSS复合材料,并用红外光谱、X射线衍射、动态热机械分析、热重分析等方法分析表征了它们的结构和性能。结果表明,辐射交联型聚氨酯呈现局部规整的无定形结构,辐射交联聚氨酯弹性体及其POSS复合材料具有明显的相分离结构,加入POSS明显提高弹性体的耐热性能。