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。

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%。

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。

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)。

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。

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。

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%。

八叠氮基聚倍半硅氧烷的合成及表征

以对羟基苯甲酸、八(二甲基硅氧基)聚倍半硅氧烷、叠氮化钠为原料,经酯化、醚化、水解、硅氢加成等反应制备了八叠氮基的六面体聚倍半硅氧烷[POSS-(N3)8],通过1H NMR、13C NMR、FT-IR对其进行了表征;并探讨了叠氮化反应温度对POSS-(N3)8产率的影响。结果表明,随着叠氮化反应温度的降低,POSS-(N3)8的产率逐渐增加;当叠氮化反应温度为70℃时,POSS-(N3)8的产率达到60%。

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。

吸收剂量对多面体低聚倍半硅氧烷/聚(氨酯-酰亚胺)辐射共交联纳米复合泡沫材料的影响

以甲基丙烯酸β-羟乙酯和乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)为原料,采用一步法制得POSS/聚(氨酯-酰亚胺)纳米复合泡沫材料,研究了γ射线吸收剂量对纳米复合泡沫材料性能的影响。结果表明,在吸收剂量为50 kGy的条件下辐照,材料表现出最好的热稳定性;纳米复合泡沫材料玻璃态区的储能模量最高,损耗模量也遵循同样规律,但在75 kGy条件下损耗峰值最高。另外,吸声性能、阻燃性能和压缩强度都随着吸收剂量的增大而提高。

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。

多面体低聚倍半硅氧烷改性PU的制备

采用多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)对聚氨酯(PU)进行改性,并对改性PU的性能进行研究。结果表明:采用超声波分散法可将POSS均匀分散在PU基体中;八乙烯基POSS对PU具有较好的补强和增韧作用,而八苯基POSS对PU的补强作用不明显。

溶胶-凝胶法制备桥式聚倍半硅氧烷/SiO_2光学防潮膜

采用溶胶-凝胶法,以首次合成的具有桥式结构的间苯二亚甲基二脲基丙基三乙氧基硅烷(m-XDUPTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,共同水解缩聚制备了不同摩尔配比的桥式聚倍半硅氧烷/SiO2杂化溶胶,并旋涂制膜.通过UV-Vis,AFM和TGA对薄膜的光学性能、表面形貌和热稳定性进行了分析.结果表明,该薄膜平整均匀、具有良好的光学透明性、热稳定性和防潮性能.

笼型多面体低聚倍半硅氧烷研究进展

笼形多面体低聚倍半硅氧烷是近年来新兴的一类真正分子水平上的有机/无机杂化纳米材料.介绍了POSS的有机无机杂化的笼形结构和相应性能,总结了通过三官能的有机硅单体水解缩聚合成POSS及其衍生物的路线及存在的低产率、高成本问题,并概述了POSS基聚合物的性能、杂化结构和制备方法,指出了POSS在各领域的应用前景,并对POSS基材料的发展趋势和有待于进一步解决的问题进行了探讨.

多面体低聚倍半硅氧烷晶粒诱导的聚乳酸结晶行为及性能

通过溶液及熔融两步共混方法,用带有环氧基的多面体低聚倍半硅氧烷(EVOS)对聚乳酸(PLA)进行改性,并对复合材料的力学性能、结晶性能和相态等方面进行了表征。实验结果表明,随着EVOS的加入,PLA冷结晶温度降低,结晶和熔融温度变化不大,结晶热和熔融热下降。1%的EVOS在PLA中实现了纳米尺度的分散,随着EVOS含量增加,球晶尺寸明显增加。当EVOS的添加量为5%时,材料的拉伸强度比纯PLA增加26.2%,达到最大值。

联吡啶桥联聚倍半硅氧烷及其镍(Ⅱ)、铽(Ⅲ)配合物的合成与磁性能

合成了一种新型含联吡啶基桥联倍半硅氧烷前驱体,通过溶胶-凝胶工艺,在稀盐酸催化下,分别与镍盐(醋酸镍)或铽盐(氯化铽)反应,制备了联吡啶基桥联聚倍半硅氧烷及其金属配合物,并对聚合物及其配合物进行了结构表征.结果表明,金属离子与配体成功络合.扫描电镜照片显示,合成的聚合物和金属配合物为粒径均一、形状规则的球状粒子.磁性能研究结果表明,在低温区两者都具有铁磁性,其中镍(Ⅱ)配合物具有较大的矫顽力、剩余磁化强度及磁滞回线面积,表现出硬铁磁性,而铽(Ⅲ)配合物具有很小的矫顽力、剩余磁化强度及磁滞回线面积,表现出软铁磁性.