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。

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。

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。

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。

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。

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。

八乙烯基笼型倍半硅氧烷的合成

以乙烯基三甲氧基硅烷为原料、乙酸乙酯为溶剂、盐酸为催化剂,通过水解缩合反应合成了八乙烯基笼型倍半硅氧烷(八乙烯基POSS),产率为33.29%。通过红外、核磁、质谱等方法对产物的结构进行了表征;探讨了反应条件。结果表明,最佳实验条件为:20 mL乙烯基三甲氧基硅烷,200 mL乙酸乙酯,30 mL盐酸,70 mL去离子水,反应温度为20℃,反应时间为4天。

八乙烯基笼型倍半硅氧烷的合成及其对硅橡胶性能的影响

通过乙烯基三乙氧基硅烷在酸催化下的水解缩合合成了八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OVPOSS),并将其与白炭黑(SiO_2)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行溶液共混,制得OVPOSS/SiO_2/PDMS复合材料,表征了OVPOSS及其在PDMS中的分散状况,研究了PDMS复合材料的拉伸性能和热稳定性。结果表明,制得的OVPOSS带有8个乙烯基,且其8个硅原子处于单一化学环境的稳定结构;OVPOSS在PDMS中分散良好,没有发生团聚现象;OVPOSS的加入提高了PDMS复合材料的拉伸应力、扯断伸长率、拉伸模量和热稳定性。

笼型八乙烯基倍半硅氧烷的合成及结晶行为研究

以乙烯基三乙氧基硅烷为原料,在酸催化下通过水解缩合反应,合成了八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(OVPOSS)。采用红外、核磁和X射线衍射等分析手段对产物进行了表征,研究了OVPOSS在四氢呋喃(THF)溶剂中的结晶情况。结果表明,合成产物为笼型OVPOSS。OVPOSS的THF溶液放在30℃的开放体系中结晶时,晶体的形貌为树枝状;放在20℃的开放体系中结晶时,晶体的形貌为锥形;放在20℃的封闭体系中结晶时,晶体的形貌为方形。结晶过程中OVPOSS晶体的晶胞参数没有发生改变,晶体的初始分解温度(质量损失率为5%时)为270℃。

八乙烯基笼型倍半硅氧烷环氧化产物的合成与表征

以八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OVPOSS)为原料,3-间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)为氧化剂,制得含环氧基团的乙烯基笼型倍半硅氧烷,利用红外光谱及核磁光谱对其结构进行了表征,并研究了八乙烯基笼型倍半硅氧烷环氧化产物在三氯甲烷中的紫外光谱行为。

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.

八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷的合成与表征

采用水解缩合法,在浓HCl为催化剂的条件下,以乙烯基三甲氧基硅烷为原料合成了八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷,并对合成产物进行了表征;研究了反应温度、反应物的投料比对产物收率的影响。结果表明,在25℃,反应物水解缩合21 d,乙烯基三甲氧硅烷、HCl、CH3OH三者的体积比为9∶12∶200,乙烯基三甲氧基硅烷、HCl的体积分数分别为3.90%、5.43%时,产物的收率达到最高,为26.3%。

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。

笼型单乙烯基倍半硅氧烷的合成及表征

用环戊基三氯硅烷合成不完全缩合三羟基硅氧烷[(C5H9)7Si7O9(OH)3],再以乙烯基三氯硅烷和不完全缩合三羟基硅氧烷为原料,以四氢呋喃和三乙胺为混合溶剂,通过"顶角-戴帽"反应合成了笼型单乙烯基倍半硅氧烷,即1,3,5,7,9,11,13-七环戊基-15-乙烯基笼型倍半硅氧烷(VinylPOSS)。利用FTIR、1H NMR、29Si NMR、13C NMR、元素分析、WAXD和TGA表征了VinylPOSS的结构及热稳定性。研究结果表明Vinyl-POSS的产率随着反应时间的增加而提高,当反应时间为10 h时,产率高达90%;其在弱极性溶剂中具有较好的溶解性,5%失重温度为283℃,800℃残留率为56%,具有较高的热稳定性。研究了VinylPOSS和高含氢硅油(HHSF)的反应性,结果表明VinylPOSS能与含氢硅油发生α、β加成反应,且以β加成为主。

含八乙烯基聚倍半硅氧烷骨架的聚硅氧烷制备及其在LED封装材料中的应用

为克服聚倍半硅氧烷直接加入硅橡胶中补强时易从体系中析出这一缺点,以1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷为封端剂、氢氧化钾碱胶为催化剂、N,N-二甲基乙酰胺为促进剂,通过八乙烯基笼形聚倍半硅氧烷(OVPOSS)和六甲基环三硅氧烷(D3)开环共聚聚合反应,制备了含OVPOSS骨架、流动性良好的乙烯基聚硅氧烷,系统研究了催化剂和促进剂种类及其用量、OVPOSS和封端剂用量、聚合时间等对共聚反应的影响.将所得乙烯基聚硅氧烷与二甲基含氢硅油、铂络合物按一定配比制备了加成型硅橡胶,并尝试用于发光二极管(LED)封装,结果表明,该硅橡胶与LED支架有较好的黏结力,封装的LED具有较高的光效.

乙烯基咔唑与八乙烯基倍半硅氧烷共聚研究

聚乙烯基咔唑在光电领域具有很好的应用前景,但溶解度差,实际应用发光效率低,耐热性较差,限制了其应用.本文将乙烯基咔唑与八乙烯基笼型倍半硅氧烷在AIBN引发下共聚合,考察了聚合反应时间、温度、OVPOSS用量等的影响.结果表明,OVPOSS用量为10%,在120℃下聚合12 h时产物分子量和收率都较高.将OVPOSS与PVK共聚后,聚合物热稳定性得到改善.

笼形八聚(乙烯基)硅倍半氧烷的合成

以乙烯基三甲氧基硅烷为反应单体、甲醇为溶剂、四甲基氢氧化铵为催化剂,合成了正立方体的笼形八聚(乙烯基)硅倍半氧烷[(CH2CHSi O1.5)8]。讨论了反应温度、时间、碱的用量和乙烯基三甲氧基硅烷的浓度对成笼反应的影响。结果表明,较佳的工艺条件为:乙烯基三甲氧基硅烷与四甲基氢氧化铵的量之比为1∶3,乙烯基三甲氧基硅烷的浓度为0.0747g/mL,于室温下反应24h后再60℃下反应48h;此时产物的收率可达80%。产物分别用元素分析、FT-IR、1H NMR、13C NMR、29Si NMR进行了表征。

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。