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。

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。

笼型八聚环己基倍半硅氧烷的合成及表征

以甲基异丁基甲酮和无水乙醇为混合溶剂,浓盐酸为催化剂,环己基三乙氧基硅烷水解缩聚高产率地合成了笼型八聚环己基倍半硅氧烷.讨论了影响反应的各个因素,得到了反应的最佳条件,当单体浓度为0.45mol/L,水和催化剂的用量与单体的摩尔比约为3左右时,反应具有较高的产率,且高温有利于八聚体的形成和缩短反应时间.合成化合物用元素分析、FTIR、1H1、3C、29S i NMR和MS进行了表征,证实其结构式为(c-C6H11)8S i8O12.热性能分析结果表明该化合物具有较高的热稳定性.

乙烯基笼型倍半硅氧烷/聚丙烯纳米复合材料热降解动力学

用热重分析(TGA)法研究了乙烯基笼型倍半硅氧烷(V-POSS)/聚丙烯纳米复合材料的热降解动力学。采用Kim-Park,Flynn-Wall-Ozawa和Friedman三种方法计算了共混物的降解反应活化能,结果说明,当V-POSS加入质量分数分别为4%、8%、12%和16%、升温速率为5℃/min时材料热降解起始温度分别提高了27.1℃、29.3℃、52.6℃和66.9℃,热降解反应活化能E_a提高了10 kJ/mol～50 kJ/mol,反应级数n也随V-POSS加入量增多有所提高,材料热稳定性得到了改善。

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。

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。

笼型低聚倍半硅氧烷/硅橡胶复合材料的制备及性能进展

利用笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)对聚合物进行改性,已经成为近年来高分子材料领域的研究热点。其中,将POSS作为功能填料引入硅橡胶,制备POSS/硅橡胶复合材料,是有机硅材料改性的重点方向。与其他填料相比,POSS具有独特的有机-无机杂化结构,同时具备纳米级尺寸且粒径均一,可以在聚合物基体中达到分子水平的分散。POSS的这些优点使硅橡胶材料的性能进一步优化,可大大拓宽其应用范围。POSS所具有的类似SiO 2的笼型内核,赋予其较高的耐热性和优良的力学性能。因此,POSS的引入对硅橡胶材料的热稳定性能和力学性能的影响尤其显著。近几年,随着具有特殊官能团的新型POSS单体的出现,POSS/硅橡胶复合材料的性能得到进一步提升,在一些特殊领域获得一定应用。POSS作为阻燃填料,已经在硅橡胶绝热材料领域取得了不错的应用效果;将某些含氟的POSS单体引入硅橡胶中,能够明显降低硅橡胶材料的介电常数,可将其作为性能优良的低介电材料使用;用POSS作为填充粒子制备的POSS/硅橡胶混合基质膜,兼具有机膜与无机膜的优势,同时具有较高的热稳定性,已经在气体分离、生物醇回收等领域展现出较好的应用前景。然而,POSS由于在室温下容易结晶,导致其在聚合物基体中的分散稳定性较差,进而影响复合材料的性能。近几年,研究人员针对POSS在硅橡胶基体中的分散性能进行了大量研究。从分散机理入手,考察了制备工艺、POSS种类等对分散性能的影响;研究了POSS分散状态与复合材料性能的关系,取得了显著的成果。未来仍需要加大研究力度,明确POSS在聚合物中的分散机理,找到提高分散稳定性的方法。本文首先总结了POSS单体的合成方法以及POSS/硅橡胶复合材料的制备方法。然后综述了POSS/硅橡胶复合材料的性能研究进展,主要包括:力学性能、热稳定性能、阻燃性能、介电性能以及渗透分离性能。最后对POSS/硅橡胶复合材料的发展趋势进行了展望。未来,随着新型POSS单体的出现以及复合材料制备工艺的进步,POSS/硅橡胶复合材料的性能将获得更大的提高,其应用领域也将得到进一步拓展。

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。

负离子聚合法合成笼型聚倍半硅氧烷双端基官能化聚苯乙烯及其表征

采用氯丙基七异丁基多面体低聚倍半硅氧烷为封端剂,通过负离子聚合法合成了笼型聚倍半硅氧烷(POSS)双端基官能化聚苯乙烯(POSS-PS-POSS)。采用核磁共振波谱和液相凝胶渗透色谱对POSS-PS-POSS的结构和相对分子质量及其分布进行了表征,证明了POSS与聚苯环乙烯基锂发生了封端反应生成POSS-PS-POSS。同时考察了调节剂和封端剂的用量、封端温度和时间、聚苯乙烯的数均分子量对封端效率的影响。结果表明,当四氢呋喃与双丁基锂的摩尔比为5.0/1.0、封端剂与双丁基锂的摩尔比为1.1/1.0、反应温度为60℃、反应时间为50 min时,封端效率最高。

钛杂化笼型聚倍半硅氧烷吸附苯胺废水的动/热力学以及吸附机理研究

采用自行合成的一种新型钛硅固体材料——钛杂化笼型聚倍半硅氧烷,吸附处理质量浓度50 mg/L的苯胺废水。结果表明,当钛杂化笼型聚倍半硅氧烷用量2 g/L,pH值4.0,常温吸附20 min时,其吸附率达到64%。吸附符合Freundlich模型,属于优惠吸附等温线。通过计算获取ΔG0,ΔH0,ΔS0等吸附参数数据,证实了钛杂化笼型聚倍半硅氧烷吸附苯胺的趋势;同时依据参数值推测了苯胺分子在催化剂表面被吸附的机理。

笼型倍半硅氧烷/聚酰亚胺复合薄膜的合成及性能

以溶胶凝胶法制备得到一类新型笼型倍半硅氧烷(G-POSS)/聚酰亚胺(PI)复合薄膜。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,以热重分析(TGA)和机械性能分析研究了薄膜的耐热性、室温(25℃)和低温(77 K)下的力学性能。结果表明,在掺杂质量分数低于5%时,该复合薄膜耐热性保持稳定,同时在室温和低温下都表现出优于纯PI膜的拉伸强度,其中在G-POSS掺杂质量分数为3%时,复合薄膜的拉伸强度为235 MPa(77 K),比纯PI膜提升了9%。掺杂质量分数低于5%的该型复合薄膜具有较好的热性能和机械性能。

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。

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。

笼型聚倍半硅氧烷(POSS)对聚合物的改性

笼型聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes,POSS)是一种新型的纳米级无机填料,因其特殊的结构,能显著的改善聚合物的耐热性能和力学性能。本文描述了POSS的合成与结构,重点介绍了近年来利用化学共聚和物理共混两种方法将POSS应用于几种聚合物的改性研究综述。

笼型聚倍半硅氧烷(POSS)改性聚氨酯的研究进展

介绍了笼型聚倍半硅氧烷(POSS)的结构特征及性能特点,利用其与聚合物间良好的相容性,可以将带有一个或多个反应性基团的POSS经物理混合或化学键合等方式,在聚氨酯体系内形成侧链型、线型和星型结构,从纳米尺寸上实现对材料的设计及改性,以改善聚氨酯材料本身在耐热性、耐水性和耐候性等方面的不足。最后对POSS在聚氨酯材料领域的应用进行了展望。

新型环氧基笼型聚倍半硅氧烷的合成及表征

以乙烯基三甲氧基硅烷、四甲基二硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚为原料,合成了乙烯基笼型聚倍半硅氧烷(POSS)和1,1,3,3-四甲基-二硅氧烷-丙基缩水甘油醚。2种中间体进一步反应,合成了一种新型环氧基POSS。利用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪表征了环氧基POSS的结构,证明成功制备了产物;利用流变仪、热重分析仪研究了产物的流变行为以及热性能。结果表明,合成的环氧基POSS是牛顿流体,黏度低且具有良好的耐热性。

笼型聚倍半硅氧烷交联聚苯乙烯微球疏水性的研究

采用分散聚合法制备聚苯乙烯微球,以甲基丙烯酸为交联剂、过硫酸铵为引发剂,将聚倍半硅氧烷与聚苯乙烯微球进行交联,并对交联后的聚苯乙烯微球进行红外光谱表征和热重分析。探讨了聚合温度对聚苯乙烯微球粒径的影响,着重分析了影响微球疏水性能的聚乙烯和十二烷基硫酸钠的因素。研究结果表明:聚乙烯对交联微球的浸润接触角以及十二烷基硫酸钠对交联微球的吸湿率影响显著;当w(聚乙烯)=40%(相对聚苯乙烯总质量而言)时,接触角为最大值146°,疏水性能较佳;当w(十二烷基硫酸钠)=1.5%(相对于乳液总质量而言)时,吸湿率较低为7.3%。

笼型聚倍半硅氧烷(POSS)及在有机硅材料中的应用研究

POSS作为一种新型有机-无机纳米杂化材料,由于其特殊的化学结构和物理性能越来越受到广泛关注。本文简单介绍了POSS的发展历史、结构、性质,合成方法及其在有机硅材料中的应用研究。

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。

杂化笼形聚倍半硅氧烷的结构性能与应用

笼形倍半硅氧烷是一类新型高性能的多面体有机／无机分子复合物。本文从笼型倍半硅氧烷的结构特点，合成方法及主要性能方面出发，对笼型倍半硅氧烷的有机／无机杂化改性进行了综合性描述，介绍了它们的发展趋势。