反应性笼形倍半硅氧烷(R-POSS)对纤维素纤维的改性

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,通过酸化催化、水解、缩合可合成出结构规整含八氨基的笼形结构的聚γ-氨丙基倍半硅氧烷(POSS-NH_2),经甲醛化可制得反应性多-N甲氧基笼形倍半硅氧烷(POSS-N(CH_2OH)_2)。作为一种新型纳米交联增强剂,其具有高活性能力,与纤维素进行交联,能有效地改进纤维素纤维的弹性回复性能,其织物的经向和纬向折皱回复角均明现增加。

八氨基苯基笼形倍半硅氧烷改性的双马来酰亚胺树脂

从苯基三氯硅烷出发,通过水解缩合合成八苯基笼形倍半硅氧烷(OPS),经发烟硝酸硝化得到八硝基苯基笼形倍半硅氧烷(ONPS),再经Pd/C催化还原得到八氨基苯基笼形倍半硅氧烷(OAPS),用红外光谱(IR)和核磁共振(NMR)表征了它们的结构。以溶液聚合制备了OAPS/BMI树脂,研究了OAPS含量对OAPS/BMI固化树脂热性能的影响,并考察了OAPS/BMI固化树脂的介电性能。研究结果显示:随着OAPS含量的上升,OAPS/BMI固化树脂的Tg变化不大,5%失重温度(Td5)下降。含5%质量分数OAPS的OAPS/BMI固化树脂的Tg达到429℃;Td5达到475℃,800℃残重率为51.9%;在7.95 MHz下其介电常数为2.92,tanδ为9.69×10-3。

笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料的制备及性能

采用溶液共混法制备了笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸(OCAPS/PLLA)杂化材料,研究了OCAPS对PLLA热性能和力学性能的影响。结果表明,PLLA与OCAPS之间形成了氢键,OCAPS在PLLA基体中具有良好的分散性;随着OCAPS质量分数由0增至15%,OCAPS/PLLA杂化材料的玻璃化转变温度(Tg)由54.1℃升至54.5℃,熔融温度(Tm)由149.0℃降至147.6℃,OCAPS的加入没有改变PLLA的热分解温度,但使PLLA的储能模量由2206MPa降至1203MPa。

笼型倍半硅氧烷(POSS)/环氧杂化树脂体系固化反应动力学及性能研究

为了提高环氧树脂的耐热性,采用笼型倍半硅氧烷(POSS)改性双酚A型环氧树脂E51,得到有机无机杂化树脂。采用Ozawa和Kissinger两种方法研究了杂化树脂/4,4′-二氨基苯砜(DDS)体系的固化反应动力学。TGA分析表明,POSS的加入提高了E51/DDS固化树脂体系的热性能。

笼形倍半硅氧烷/硅橡胶复合材料的性能研究

以加成型液体硅橡胶(LSiR)和笼形倍半硅氧烷(POSS)为原料制备POSS/LSiR复合材料,并对其耐热性能和微观结构进行研究。结果表明:POSS分子与LSiR发生加成反应;POSS用量为10和15份的POSS/LSiR复合材料耐热性能和抗烧蚀性能提高。

笼型倍半硅氧烷形态分析及对杂化材料相容性和机械性能的影响

采用水解缩合方法制备了八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OVPOSS),并将其引入到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)自凝树脂中,得到有机-无机杂化材料.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、塑料球压痕硬度计、高温高速摩擦磨损测试仪和悬臂梁冲击实验等对其形貌和性能进行了研究.结果表明,OVPOSS以晶体状态存在于PMMA树脂中.通过DSC热性能曲线、FOX方程和Gordon-Talyor方程曲线发现,当POSS含量较高时,PMMA-POSS杂化体系能够发生相分离,对杂化材料的机械性能有一定的影响.

利用笼形聚倍半硅氧烷增强多壁碳纳米管在水溶液中的分散性

以笼形聚倍半硅氧烷(POSS)为物理分散剂,利用POSS与多壁碳纳米管(MWNTs)间较强的相互作用,在水溶液中对MWNTs进行分散。借助紫外吸光度对POSS分散的MWNTs浓度和稳定性进行了表征,测定了分散液的Zeta电位和离心后上清液中固体物质的质量分数,并用透射电镜观察了POSS与MWNTs间的结合情况。结果表明,POSS可以显著提高MWNTs在水溶液中的分散性,且提高程度与其有机官能团R的结构有关。在所采用的五种POSS中,八异丁基笼形聚倍半硅氧烷(POSSC)的分散效果最好。在此基础上,优化得到POSSC分散MWNTs的最佳条件,即MWNTs浓度为30mg/L,POSSC和MWNTs的质量比为1。此时,POSSC可较好地吸附在MWNTs表面对其进行分散,得到具有良好稳定性的MWNTs水分散液。该分散方法简单高效且不破坏MWNTs的完整结构,所得分散液可用于复合材料的制备。

环氧基笼型倍半硅氧烷对氰酸酯树脂的增韧改性及固化反应性能研究

通过熔融共混法制备了高韧性氰酸酯树脂(CE)/八环氧基笼型倍半硅氧烷(G-POSS)杂化材料,通过傅里叶变换红外光谱分析仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)等方法对其结构和性能进行了表征。结果表明,G-POSS能提高CE的固化反应速率,增加材料的韧性;当G-POSS的含量为7份时,改性树脂固化物的冲击强度最高,达到23.8kJ/m2,与CE相比提高了158%。

多乙烯基硅氧烷笼形倍半硅氧烷的合成及性能

采用三氯硅烷水解缩合法合成了含八氢基的笼形倍半硅氧烷(T8H8),并用T8H8合成了多乙烯基硅氧烷笼形倍半硅氧烷(DVS-POSS)树脂,采用FT-IR、1H-NMR、29Si-NMR等手段对其结构进行了表征;探讨了T8H8与二乙烯基硅氧烷(DVS)的加成反应。研究表明,固化的DVS-POSS具有良好的耐热性能,Td5超过530℃;DVS-POSS树脂复合材料具有优良的介电性能,在9.75MHz下,ε为3.02,tgδ为2.4×10-3。

笼形低聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺杂化薄膜的合成、热性能及低温力学性能研究（英文）

通过掺杂不同质量分数的八缩水甘油醚基笼形低聚倍半硅氧烷(G-POSS),以溶胶凝胶法制备得到一种新型聚酰亚胺(PI)杂化薄膜.通过红外反射光谱(DRIFT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)表征了其结构与薄膜断面形貌,以热重(TG)和机械性能分析研究了薄膜的耐热性与常温和低温(77K)下的力学性能.结果表明,在掺杂量低于5%时,该杂化薄膜耐热性保持稳定,同时在常温和低温下都表现出优于纯PI膜的拉伸强度,其中在G-POSS掺杂量为3%时,杂化薄膜的拉伸强度为239.38MPa(77K),比纯PI膜提升了17%.这是由于在低温条件下,聚合物分子链被冻结,G-POSS粒子与PI基底间的排列更加紧密,同时界面作用力更大.

PE-LLD/乙烯基笼形倍半硅氧烷共混熔体的流变行为与力学性能

采用毛细管流变仪研究了线形低密度聚乙烯(PE-LLD)与乙烯基笼形倍半硅氧烷(E-POSS)共混物熔体的流变行为;讨论了共混物的组成、剪切应力、切变速率及温度对熔体流变性、非牛顿指数和挤出膨胀比的影响;测定了共混物的屈服应力、断裂应力和断裂伸长率对 E-POSS 含量的依赖性。结果表明,E-POSS 加入量在3%以内和实验温度低于160℃熔体的流动性随切应力增大而变好,假塑性增强,超过3%和高于160℃假塑性降低。PE-LLD/E-POSS 共混物的强度在 E-POSS 含量为3%时达到最大。

笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料的冷结晶及熔融行为

采用溶液共混法制备了不同质量分数的笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸(OCAPS/PLLA)杂化材料。扫描电镜和能量色散X射线分析仪研究表明,OCAPS在PLLA基体中具有良好的相容性和分散性。利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对该体系的冷结晶及熔融行为进行了研究。结果表明,OCAPS不会改变PLLA基体结晶的α晶型,但具有异相成核作用,降低了PLLA基体的冷结晶温度;随着升温速率的降低,由于晶粒熔融重结晶导致PLLA基体熔融单峰分裂成为双峰,并且OCAPS促进了PLLA的熔融重结晶过程,使晶粒结构更加完善。

笼形八乙烯基倍半硅氧烷改性氯化聚乙烯橡胶的性能研究

研究笼形八乙烯基倍半硅氧烷(OV-POSS)改性氯化聚乙烯橡胶(CM)的性能。结果表明:随着OV-POSS用量增大,CM胶料的硫化速度增大,硫化反应的表观活化能降低,OV-POSS改性CM胶料的硫化反应符合一级反应特征;CM胶料的拉伸强度逐步提高,拉断伸长率降低;CM胶料的储能模量、玻璃化温度和热稳定性提高。

笼形倍半硅氧烷NMR的研究

笼形倍半硅氧烷是一类典型的多面体有机-无机分子复合物。^(29)Si NMR是测定这类含硅化合物结构的有效方法。利用^(29)Si NMR对6种笼形八聚倍半硅氧烷的结构进行了研究,结合所得数据探讨了这类化合物中取代基电负性对^(29)Si NMR化学位移的影响。根据~1H,^(13)CNMR数据及各峰归属可以进一步判断笼形倍半硅氧烷取代基R的类型和结构。

双苯基七聚笼形倍半硅氧烷的合成与表征

通过环戊基三氯硅烷的可控水解,合成出七聚(环戊基)倍半硅氧烷三硅醇(化合物1),进一步控制反应物料配比,合成出一取代(三甲基硅氧基)七聚(环戊基)二硅醇(化合物2),化合物2与过量的苯基二甲基氯硅烷反应得到含有两个苯基官能团的笼形倍半硅氧烷(POSS)(化合物3).合成的产物分别用FTIR、1HNMR、29SiNMR方法进行了表征.结果表明通过此合成路线可得到高产率的结构清晰的双官能POSS,并提出了合成双官能POSS的新方案.

含八氢基笼形倍半硅氧烷的双马来酰亚胺树脂

利用硅氢加成反应和烯加成反应,以八氢基笼形倍半硅氧烷(T8H8)、二烯丙基双酚A(DABPA)和双马来酰亚胺(BMI)为单体合成了改性BMI树脂,采用FT-IR、DSC、TGA分别表征了树脂的结构、固化行为及热性能。研究结果表明,T8H8-DABPA-BMI固化树脂的玻璃化转变温度达到323℃,热分解温度(5%失重,T5d)为422、800℃热分解残重率为50.7%。

笼形八乙烯基硅倍半氧烷/ABS复合材料的热性能和阻燃性

通过螺杆挤出成型法制备了笼形八乙烯基硅倍半氧烷(OVP)/ABS复合材料,采用TGA、氧指数仪和锥形量热仪研究OVP的加入对复合材料热性能和阻燃性能的影响。研究结果表明,在添加引发剂(DCP)的条件下,当乙烯基OVP含量为6.25%时,复合材料的初始分解温度由纯ABS的174℃上升到209℃;氧指数由纯ABS的17.8%上升到的21.4%;热释放速率峰值降为529 kW/m2,比纯ABS降低了近30%。采用SEM对燃烧过后的残炭进行了分析,并探讨了其阻燃机理。

笼形八聚(羧乙基羰氨基丙基)倍半硅氧烷的合成与表征

以笼形八聚(γ-氯化铵丙基)倍半硅氧烷(OCAPS)与丁二酸酐为原料进行了酰胺化反应,合成了笼形八聚(羧乙基羰氨基丙基)倍半硅氧烷(OCPS),产率约为60%,产物易溶于DMF(二甲基甲酰胺)和DMSO(二甲基亚砜)等强极性溶剂,微溶于水,不溶于THF(四氢呋喃)和氯仿等有机溶剂,经FT-IR、1 H-NMR和29Si-NMR验证了其化学结构。利用XRD和SEM研究了其聚集态结构,结果表明,OCPS为多晶结构,在本体状态下聚集为微米级的立方体块状颗粒;EDS能谱分析表明,OCPS的各组成元素比例与理论值接近;热重分析表明,OCPS在226℃和511℃有2次较大的失重,分别对应羧基的脱除和有机取代基的分解。

八苯基取代笼形倍半硅氧烷的合成及表征

以苯基三乙氧基硅烷(PTES)为原料、氢氧化钾为催化剂,通过水解缩合法合成了八苯基取代笼形倍半硅氧烷(OPS),用傅里叶变换红外光谱、核磁共振硅谱、X射线衍射和热重分析等手段,对产物的结构进行了表征,并考察了催化剂用量、水加入量和反应时间等条件对产物收率的影响。结果表明,在严格控制水解条件下可以合成OPS;当PTES用量为28 g时,在氢氧化钾的质量分数为PTES的2%、水加入量为4 mL以及反应时间为72 h的条件下,所得OPS的收率大于80%。

可溶性笼形倍半硅氧烷基共轭聚合物作为一种高效的单壁碳纳米管分散剂

利用一种分子内非均质性的星型结构的笼形倍半硅氧烷-聚噻吩杂化共聚物功能化单壁碳纳米管(SWNTs),并通过多种手段充分表征分散SWNTs的性能。结果表明,这种星型杂化共轭聚合物与其线型类似物相比,具有更高效的稳定SWNTs能力。疏水性的笼形倍半硅氧烷核心和聚噻吩链段锚定在疏水的碳纳米管表面,同时水溶性的柔性链段向溶液中伸展并且共轭链段与碳纳米管表面形成的共轭堆叠效应极大地增加聚合物与碳管之间的黏附力,这些非共价作用力赋予SWNTs分散体空间稳定性。SWNTs在水溶液中溶解性的改善也极大地提升了SWNTs复合材料的可加工性,有利于制备柔性透明电活性的薄膜材料。由此,这种笼形倍半硅氧烷-聚噻吩杂化共聚物在柔性光电设备领域具有极高的应用前景。