二步法合成乙烯基八聚笼型倍半硅氧烷

采用正硅酸乙酯和四甲基氢氧化铵为原材料,合成了八聚四甲基铵基笼型倍半硅氧烷;采用二甲基乙烯基氯硅烷对其进行乙烯基取代,得到含乙烯基的八聚笼型倍半硅氧烷。采用核磁共振硅谱29Si-NMR、红外光谱IR和凝胶渗透色谱GPC对其结构进行了分析。

含活性氢基的八聚笼型倍半硅氧烷的合成与表征

笼形倍半硅氧烷具有较低的介电常数。采用正硅酸乙酯和季铵碱为原材料,合成了八聚四甲基铵基笼型倍半硅氧烷,并采用二甲基氯硅烷对其进行烷基取代,得到了含活性氢基的八聚笼型倍半硅氧烷。采用核磁共振29Si、13C、1H谱和凝胶渗透色谱GPC对其结构进行了表征和确认。

八苯基笼型聚倍半硅氧烷在硝胺发射药中的缓蚀特性

为研究新型有机硅材料八苯基笼型聚倍半硅氧烷(OPS)在发射药中的缓蚀特性及作用机理,制备了OPS含量分别为2%、5%、8%的硝胺发射药以及不含OPS的硝胺发射药对照样。通过差示扫描热量热仪(DSC)研究了OPS与硝胺发射药组分的相容性,采用氧弹量热仪、密闭爆发器、半密闭爆发器分别研究了发射药的能量性能、燃烧性能以及烧蚀特性,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征烧蚀管内壁表面的微观结构、元素分布和产物组成。结果表明,OPS与硝胺发射药组分相容;OPS会降低发烧药的爆热、最大压力和火药力;随着OPS含量的增加,硝胺发射药降烧蚀率逐渐增大,缓蚀效果逐渐增强,当OPS含量为5%和8%时,降烧蚀率分别为23.9%、36.0%。对烧蚀管内壁表面裂纹、产物及其分布情况的分析表明,OPS在高温条件下生成的SiO2均匀分布在管壁内层,形成了具有优异热阻特性的保护层,降低了高温燃气、固体颗粒对管壁的侵蚀与冲刷作用,实现高效缓蚀。

笼型八聚（二甲基硅氧基）倍半硅氧烷的合成及其对硅橡胶复合材料性能的影响

将实验室自制的笼型八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷作为乙烯基硅橡胶的交联剂,再添加补强填料白炭黑和耐热填料纳米Fe2O3,制备出一种耐高温硅橡胶复合材料。通过傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪对笼型八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷进行结构表征。结果表明,当乙烯基硅油中Si-Vi与笼型八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷交联剂中Si-H的摩尔比为1∶1,白炭黑质量分数为20%,硅树脂质量分数为10%,纳米Fe2O3质量分数为8%时,硅橡胶复合材料的耐热温度达到470.68℃,剪切强度可达到0.92MPa,拉伸强度为0.99MPa。

笼型八聚倍半硅氧烷与聚苯胺复合物的合成与表征

由笼型八聚倍半硅氧烷(POSS)与顺丁烯二酸在水中进行复合,形成离子形式的POSS/COOH复合物,再与聚苯胺(PAn)进行掺杂,将POSS基团引入聚苯胺,合成了掺杂态聚苯胺(PAn-POSS)。结果表明,POSS作为掺杂剂被成功的引入聚苯胺之中,POSS掺杂后的聚苯胺高温稳定性增强,电化学活性得以显著提高。

八乙烯基聚倍半硅氧烷增强的加成型模具硅橡胶的制备

以乙烯基三氯硅烷为原料,制备了笼型八乙烯基聚倍半硅氧烷(OVS);然后以OVS为改性剂、四甲基氢氧化铵碱胶为催化剂和乙烯基封端二甲基硅油为基体,采用调聚反应法制得了OVS改性乙烯基硅油;最后将OVS改性乙烯基硅油与二甲基含氢硅油、铂催化剂按比例混合均匀后,制得加成型模具硅橡胶。研究结果表明:当n(硅氢)∶n(硅乙烯基)=1.6∶1.0、真空脱泡30 min、w(OVS)=16%(相对于硅油质量而言)、100℃调聚反应6 h、80℃硫化2 h时,所得加成型模具硅橡胶的邵A硬度为25~35、拉伸强度为3.0~4.2 MPa和断裂伸长率为310%~400%,完全满足使用要求,并且克服了普通硅橡胶硬度低、强度低等缺点。

笼型八乙烯基POSS改性EPDM的热稳定性

采用红外光谱(FTIR)和热分析(TG)方法研究不同用量八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)改性三元乙丙橡胶(EPDM)化学反应,并初步探讨了其反应机理。结果表明,经高温硫化可以实现八乙烯基POSS在EPDM橡胶上的接枝,且用量越高,接枝率越高;随着八乙烯基POSS用量的增加,POSS/EPDM热稳定性升高。与理论质量损失率相比,POSS/EPDM实际质量损失明显降低,且随着POSS用量的增加,两者相差越大;其改性机理为八乙烯基POSS上的乙烯基,在过氧化二异丙苯(DCP)热引发剂存在条件下,经高温将其以化学键合的方式连接到EPDM链上,实现POSS对EPDM橡胶的改性。

多臂聚-D-乳酸的合成与表征

以右旋丙交酯(D-LA)与八环氧笼型多面体低聚倍半硅氧烷(EPOSS)为原料,辛酸亚锡(Sn(Oct)2)为催化剂,无水二甲苯为溶剂,通过原位开环聚合法制备多臂聚-D-乳酸(PDLA-EPOSS),通过红外光谱、核磁共振、X射线衍射、凝胶渗透色谱、动态力学分析和热重分析研究了不同含量EPOSS对PDLA-EPOSS的化学结构、晶体结构、分子链结构、重均相对分子质量及其分布(PDI)和性能的影响。结果表明,成功合成了具有多臂支化结构、晶体结构与PDLA相同、相对分子质量可控且相对分子质量分布较窄、热稳定性良好的PDLA-EPOSS共聚物。并且随着EPOSS含量的增加,PDLA-EPOSS的重均相对分子质量先增加后减小、PDI增加、储能模量与损耗因子增加,热分解温度先升高后下降。在EPOSS摩尔分数为5.0×10-5%时,共聚物的相对分子质量与热分解温度最高,分别为1.27×106、287.73℃。这些结果对于研究PDLA-EPOSS对PLLA结晶性能的影响有一定的参考价值。

功能化POSS对硅橡胶力学性能的影响及机理研究

研究了八聚笼型倍半硅氧烷(POSS)功能化侧基的种类和用量对硅橡胶力学性能的影响。结果表明,POSS的加入使硅橡胶的拉伸强度和断裂伸长率均下降,硬度均提高。乙烯基POSS的加入显著延长了硅橡胶的正硫化时间。POSS的加入能显著降低硅橡胶的压缩永久变形,乙烯基POSS的效果比甲基POSS好;且乙烯基含量越高,压缩永久变形越小。分析了功能化POSS对硅橡胶力学性能的影响机理。