多胺桥联聚倍半硅氧烷/壳聚糖蛇-笼型复合材料的制备及其对Au(Ⅲ)的吸附性能研究

本研究以3-氯丙基三甲氧基硅烷(CPTS)、乙二胺(EDA)和二乙烯三胺(DETA)为原料,制备两种单体B-DETA-m和B-EDA-m,然后将桥联单体与不同比例壳聚糖(CTS)反应,合成了EDA/CTS和DETA/桥联聚倍半硅氧烷(BPS)两个系列蛇-笼型复合材料。对复合材料进行了红外光谱、比表面积及孔隙度分析、扫描电镜等表征,考察了复合材料对Au(Ⅲ)的吸附性能。结果表明,CTS的加入能够有效提高材料的吸附性能,其中拥有较丰富孔隙度和较大比表面积的EDA/CTS-30和DETA/CTS-30对Au(Ⅲ)吸附能力最强。本研究为含CTS和BPS的新型吸附剂、色谱柱等材料的研发提供了理论依据,可应用于污水处理,对后续环境治理研究具有积极意义。

聚倍半硅氧烷基重金属离子吸附剂的设计合成及性能研究

以八乙烯基聚倍半硅氧烷(POSS-Vi8)、2-巯基-1,3,4-噻二唑(MTD)和2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑(MMTD)为原料,采用巯-烯点击化学反应制备了两种重金属吸附剂。通过扫描电镜、热重分析研究了POSS-噻二唑材料结构与性能,初步探究其吸附常见重金属离子的应用机理。为探寻POSS-噻二唑材料对Cu2+的吸附过程及其机理,通过Langmuir等温吸附模型对该吸附过程参数进行拟合。结果表明,该吸附过程主要为化学吸附且为单分子层吸附,该类吸附材料对Cu2+在常见污水酸性条件下仍体现出较好的吸附性能,具有热稳定性好、吸附速度快和吸附性能较稳定等特点。 。

低聚倍半硅氧烷在钢铁防腐环氧涂层中的应用

重点综述了多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)结构特征、引入环氧涂层的方式、对环氧涂层防腐性能的影响。POSS独特的无机核/有机壳结构,对有机基团的可裁剪性、相容性和反应性为设计具有多种功能的POSS/环氧防腐涂层提供了可能。POSS可以通过自身为主体结构或修饰其他主体结构的方式引入到环氧涂层中。POSS的引入能有效提高环氧涂层的防腐性能,其原因可能主要在于POSS纳米笼的物理填充屏蔽作用、增强环氧网络的交联致密化作用、发挥电活性特征促进稳定钝化层的形成与主动修复作用。未来应加强探索POSS引入环氧树脂的新方式,控制POSS结构的分散均匀性,深入揭示POSS与环氧树脂的相互作用机理以及寻求更多阐释POSS提高涂层防腐性能的直观证据。

亚微米级高洁净度聚倍半硅氧烷微球的制备

在去离子水溶液中以甲基三甲氧基硅烷作为反应单体,通过水解-缩聚两步法合成了亚微米级聚倍半硅氧烷微球。考察了去离子水的电导率和单体pH值对水解反应时间、聚合成球时间和微球粒径的影响,以及单体氯离子含量对微球表面洁净度的影响。通过扫描电子显微镜、粒度分布测试、傅里叶变换红外光谱及热重分析对所制备微球的形貌、粒径分布、有机功能基及热性能进行了分析表征。结果表明,在去离子水电导率小于15μS/cm、单体pH值为4~5以及单体氯离子含量小于0.023 mg/L的条件下,有利于制得亚微米级的高洁净度聚倍半硅氧烷微球。

汽车抗污染用笼聚倍半硅氧烷改性丙烯酸-聚氨酯清漆的制备及性能

随着汽车工业的高速发展,对其漆膜的性能要求也不断提高,其中抗污染性能是非常重要的方面.该研究使用“巨型”笼聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS),采用自由基聚合法将烯丙基七异丁基-POSS等单体合成POSS改性丙烯酸树脂,得出烯丙基七异丁基POSS最佳含量为5.0 PHR,GPC确认Mn为2626,Mw为3763,PDI为1.438.确定POSS改性丙烯树脂为6%、氨基-POSS为1%为最佳量,制备的POSS改性丙烯酸-聚氨酯2K清漆,接触角达96°,远高于竞品.清漆涂膜表面粗糙度由4 nm提升到12 nm左右,提升幅度约200%.耐污染性能提升了50%以上.制备的清漆涂层具有模拟荷叶表面微纳米结构,明显提升了清漆的抗污染性,同时保持了现有清漆的综合性能.

UV引发硫醇-烯反应制备OLED屏封装用八乙烯基倍半硅氧烷/聚氨酯丙烯酸酯液态光学胶

有机发光器件(OLED)是新一代显示屏,其中用于显示屏组件间粘接的液态光学透明胶(LOCA)是OLED的关键材料之一,高折射率、高导热性及高稳定性的LOCA对OLED性能尤为重要。文中采用八乙烯基倍半硅氧烷(OvPOSS)作为增强填料、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(TTMP)作为交联剂,通过简单的UV引发硫醇-烯反应将OvPOSS接枝到具有良好黏附性和光学性能的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)树脂中,制备出高透明性高折射率的LOCA。研究表明,制备的LOCA在365 nm UV照射20 s内即可固化,相比商用UV胶几分钟的固化时间,固化速度更快、能耗更低;当OvPOSS的质量分数为7%时,相比纯的PUA,折射率提高到1.525以上,热分解温度(T_(d5%))比纯PUA提高了30℃,玻璃化转变温度提高了5.3℃,导热系数从0.0609 W/(m·K)提高到0.1710 W/(m·K),粘接强度从3.16 MPa提高到3.48 MPa,室温日照1440 h后仍可达到99%以上的可见光透过率,水中浸渍3600 h后吸水率仅为0.52%,低于目前文献中的0.70%(24 h),在光电器件封装中具有较大应用前景。

聚倍半硅氧烷改性含氟防粘涂层的制备及性能

采用化学接枝法将聚倍半硅氧烷(POSS)引入含氟乙烯基硅油(F-VPS)中,使用含氢硅油(PMHS)作为交联剂,制得了一种POSS改性含氟防粘涂层(FPS-POSS),考察了硅−氢键(Si–H)与硅−乙烯基团(Si–Vi)物质的量比、氟单体引入量、POSS种类、POSS添加量及涂布工艺对涂层硬度、附着力、剥离力、接触角和透光率的影响。结果表明,POSS的加入能有效提高防粘涂层的各项性能。当FPS-POSS中Si–H与Si–Vi物质的量比为1.1∶1.0,氟单体含量为10%(质量分数),八乙烯基倍半硅氧烷(OVPOSS)添加量为3%(质量分数),固化温度和时间分别为120℃和5 min,涂覆次数为2次时,防粘涂层的综合性能最优,其铅笔硬度为3H,附着力为1级,水接触角为117.8°,剥离力为0.028 N/cm,透光率为88.6%。

低介电聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺共聚膜的制备与性能表征

通过水解缩合法制备末端为氨基的多面体低聚倍半硅氧烷(NH_(2)-POSS),并以此多面体低聚倍半硅氧烷(NH_(2)-POSS)作为聚酰亚胺的“二胺”,混合4,4′-二氨基二苯醚(ODA),均苯四甲酸二酐(PMDA)为二酐,以原位聚合法制备二元共聚聚酰胺酸溶液(PAA)。以二分法确定了NH_(2)-POSS在共聚PAA溶液中提供的氨基比例,通过热亚胺化制备成膜。探究了不同比例下NH_(2)-POSS对共聚膜的性能影响,通过红外光谱、热重分析仪、万能试验机和宽频介电阻抗谱仪对共聚膜进行性能表征。结果表明:共聚膜具有媲美纯聚酰亚胺膜的热稳定性(545℃,5%)和力学性能(拉伸强度90~122MPa),并且具有更低的介电常数(25%POSS-PI膜,106Hz介电常数2.8)。

笼型聚倍半硅氧烷在聚合物改性领域的应用

笼型聚倍半硅氧烷(POSS)是一种兼具有机和无机特性的杂化材料,不仅熔点高、密度低、介电性能好,而且还具有耐热、耐压、阻燃和高硬度等优点。凭借出色的性能,POSS被广泛应用于聚合物改性。介绍了POSS的基本结构,并从耐热性能、力学性能和介电性能这三方面对POSS改性聚合物进行综述。最后,对未来POSS的重点研究方向进行展望。

功能化聚倍半硅氧烷的应用研究进展

聚倍半硅氧烷拥有优异的耐热抗寒、生理惰性、相容性、稳定性等优势,通过分子设计可针对性地合成各种功能化聚倍半硅氧烷,并用作光学材料、吸附材料、生物医药材料、耐热阻燃材料等,在日常生活、高端制造、医疗卫生等各个领域均具有广阔的应用前景。综述了聚倍半硅氧烷在光学、吸附材料、生物医疗、耐热阻燃等领域的应用研究进展,并提出了功能化聚倍半硅氧烷的发展建议。

聚苯基倍半硅氧烷研究进展

分别介绍了梯型、笼形聚苯基倍半硅氧烷及其共聚物的结构、性质和合成方法,重点综述了苯基倍半硅氧烷共聚物研究进展,并对苯基倍半硅氧烷材料的发展趋势进行了展望。

巯基-苯基聚倍半硅氧烷对甲基乙烯基硅橡胶阻尼性能的影响

为改善甲基乙烯基硅橡胶的阻尼性能,采用共混的方式引入阻尼剂巯基-苯基聚倍半硅氧烷,研究了阻尼剂的用量对甲基乙烯基硅橡胶力学性能和阻尼性能的影响。结果表明,当巯基-苯基聚倍半硅氧烷添加量为4phr时效果最佳,硅橡胶能兼顾力学性能与阻尼性能,所得改性硅橡胶的拉伸强度为5.1MPa、撕裂强度为19.7N/mm、损耗角为17.2°。

双功能基聚倍半硅氧烷的合成及其对Hg^(2+)和Ag^(+)的吸附性能研究

本文采用溶胶凝胶法,通过酸催化水解、碱催化缩合合成了含氮、硫双功能基的聚倍半硅氧烷(ASPSS),研究了其对Hg^(2+)和Ag^(+)的吸附性能;并探究了溶液pH值、时间、温度、金属离子初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明:ASPSS对Hg^(2+)和Ag^(+)均表现出良好的吸附性能,在pH值为6时吸附性能最佳;对Hg^(2+)和Ag^(+)的吸附分别在360 min和270 min达到平衡,动力学吸附过程符合拟二级动力学模型且液膜扩散为控速步骤;等温吸附数据表明,ASPSS对两种金属离子的吸附量随温度和金属离子浓度的增大而增大,吸附过程符合Langmuir模型,为单分子层吸附;热力学参数表明,ASPSS对两种金属离子的吸附过程均为自发进行的、吸热、熵增的过程。本研究为水体中Hg^(2+)和Ag^(+)的高效脱除提供了一种高效吸附剂,在滨海生态环境保护领域具有潜在应用价值。

笼型倍半硅氧烷聚合物/骨胶复合地膜的制备及性能

首先以八乙烯基笼型倍半硅氧烷(POSS-Vi)和乙烯基类单体为原料,采用自由基聚合法制备含有环氧基、酯基和羧基的多支化POSS聚合物;红外分析(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)和透射电镜(TEM)结果表明,POSS在聚合物中保持完整的笼型结构,直径在90 nm左右。然后采用POSS聚合物改性骨胶,制备POSS聚合物/骨胶复合薄膜,通过FT-IR、XRD和扫描电镜(SEM)对其结构形貌进行表征,同时考察了其作为地膜的相关性能。结果表明,POSS聚合物的环氧基与骨胶氨基发生了开环反应,改变了骨胶的非晶态结构。与骨胶膜相比,当POSS聚合物质量分数为25%时,复合薄膜的断裂伸长率提升了83.4%,在可见光区域的透光率平均降低了19.5%,水蒸气透过率下降了17.3%。其对土壤不仅能够起到保墒保温作用,而且在自然土壤中埋藏60 d即可降解82.98%。

温度和掺杂含量对有机硅弹体/八乙烯基-笼型倍半硅氧烷纳米复合材料绝缘性能的影响

为了研究温度和掺杂含量对有机硅弹体/八乙烯基-笼型倍半硅氧烷(SE/OV-POSS)纳米复合材料绝缘和热学性能的影响,该文制备了纯有机硅弹体及不同掺杂含量的SE/OV-POSS纳米复合材料,对材料进行了SEM断面形貌表征、傅里叶红外光谱测量、热重分析、交联度实验、热刺激去极化电流测试、不同温度下介电谱和直流电导率测量,以及不同电场强度下的量子化学计算,分析了掺杂含量对SE/OV-POSS纳米复合材料交联网络的影响,以及温度对纳米复合材料电荷传输的作用机制。结果表明:掺杂质量分数为3%的OV-POSS可以与有机硅弹体基体形成密集的交联网状结构,有效抑制基体分子长链段发生介电弛豫运动,使纳米复合材料的热分解温度、交联度、α弛豫温度和陷阱能级显著增大;在20℃和120℃下,OV-POSS的未反应乙烯基和无机内核在纳米复合材料中分别起到深电子陷阱和深空穴陷阱作用,阻碍电极注入的载流子在材料内部传输,导致纳米复合材料的直流电导率小于纯有机硅弹体;然而在220℃下,纳米复合材料内部的大量热电子激发导致其绝缘特性的劣化。上述研究结果表明,适量掺杂的OV-POSS可以有效提升有机硅弹体在20℃和120℃下的绝缘性能。

氧化石墨烯/多面体低聚倍半硅氧烷增强双马树脂合成及其性能表征

在酸掺杂条件下,原位合成了多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)插层氧化石墨烯(GO)的GO/POSS_(C-I)复合材料。通过SEM、XRD、IR等手段对合成材料进行表。征结果表明,大量具有核-壳结构的无机-有机杂化POSS纳米粒子插层至片层结构GO表面。在增强双马树脂固化过程中,GO/POSS_(C-I)良好分散于双马树脂基体中形成黑色均匀固化物。DMA试验结果表明,GO/POSS_(C-I)增强粒子对基体中有机碳链运动形成了显著的限制作用,提升材料热稳定性能,最佳玻璃化转变温度相比未增强双马树脂提升约127℃;同时,GO/POSS_(C-I)能够通过裂纹钝化或拨出效应,增强材料力学性能,弯曲强度和弯曲模量相比未增强双马树脂分别提升16.5%和3.4%。

聚甲基倍半硅氧烷光扩散剂的制备及影响因素研究

以甲基三甲氧基硅烷为原料,采用水解-缩聚法合成聚甲基倍半硅氧烷微球,讨论了原料比例、水解时间、水解pH值、缩聚时间、缩聚pH值对微球粒径的影响。结果表明,较佳的合成条件为:甲基三甲氧基硅烷与超纯水的质量比为1∶(7~8)、水解时间1 h、水解pH值为5~6、缩聚时间2 h、缩聚pH值为9。将制备过程中产生的滤液作为溶剂重复利用,也可制得聚甲基倍半硅氧烷微球,达到绿色环保的目的。聚甲基倍半硅氧烷微球用作聚碳酸酯的光扩散剂时,与市售同类产品相比,其可使光扩散板获得更高的透光率和雾度。

八苯基倍半硅氧烷的制备及其在聚碳酸酯材料中的应用

以苯基三甲氧基硅烷为原料,L-精氨酸为催化剂,通过水解-缩合-重排反应制备了八苯基倍半硅氧烷,收率为90.2%。采用熔融共混法制备了阻燃聚碳酸酯(PC)材料,使用极限氧指数仪和垂直燃烧仪研究了阻燃PC的阻燃性能。结果表明,八苯基倍半硅氧烷具有良好的阻燃性能,添加量为5%时,极限氧指数值(LOI)为33.6,UL-94等级为V0级。

分子内杂化纳米结构体多面体低聚倍半硅氧烷研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是基于化学键合作用形成的分子内杂化体系,其改性后的材料是一类具有广泛潜在应用价值的新型有机-无机杂化材料。文中介绍了多面体低聚倍半硅氧烷单体的结构、性能、单体及其衍生物的合成,以及其改性聚合物材料在航空、航天、卫生、电子等高科技领域内的应用前景。针对国内的研究现状,指出低聚倍半硅氧烷-聚合物杂化体系研究所存在的问题。

聚倍半硅氧烷的研究现状和发展趋势

对聚倍半硅氧烷 ,尤其是聚苯基倍半硅氧烷、聚甲基倍半硅氧烷的合成、性质和应用进行了综述 ,并评述了它们的发展趋势。