POSS基两亲性嵌段共聚物的合成及自组装行为

用不同结构三乙氧基硅烷为原料,通过水解缩合和环氧化的方法合成了环氧基苯基低聚笼型倍半硅氧烷,再利用胺基和环氧开环反应与聚醚胺反应合成POSS基嵌段共聚物(PEA-POSS),最后将苯基结构羧酸化合成两亲性嵌段共聚物(PEA-POSS-COOH)。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了PEA-POSS-COOH的化学结构。采用溶剂挥发诱导法促使PEA-POSS-COOH自组装,形成以疏水POSS为核、亲水PEA链为壳的球形胶束。利用扫面电子显微镜(SEM)、能量分散型X射线光谱(EDS)、动态激光光散射(DLS)、小角X射线散射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)表征了组装体的形貌与结构性能。结果表明,POSS基两亲性嵌段聚合物可组装成粒径约1.14μm的球形胶束,且POSS结构中的π-π堆叠作用使得球形胶束具有较为稳定结构,熔点提高。

耐高温POSS基香料前体的制备及释香动力学研究

为研究耐高温香料前体在涤纶的芳香改性上的应用,以不同的香料醛分子和八(γ-氯氨丙基)多面体低聚倍半硅氧烷(OCAP-POSS)为原料,利用Schiff反应成功合成3种POSS基香料前体(M_(1)、M_(2)、M_(3))。采用核磁共振氢谱、红外光谱及紫外-可见光谱表征香料前体的结构;用热失重法研究香料前体的热稳定性能;此外,探索香料前体在模拟人体酸性汗液、中性及碱性皂液环境中的释香动力学特征。结果表明:3种香料前体的热分解温度都超过285℃,即香料前体具有良好的热稳定性;香料前体的结构对其释放性能有显著影响,M_(1)在酸性汗液环境下达到平衡时的释放率为57.86%,M_(3)却只有33.32%,且缓释时间M_(1)(29 h)>M_(2)(16 h)>M_(3)(12 h);3种香料前体在皂液环境下均较为稳定,在酸性汗液中可实现缓慢释放,其释放规律满足一级反应动力学特征。

六面体倍半硅氧烷(POSS)杂化材料

POSS作为一种新型的有机/无机杂化材料在近10年的研究中引起了人们的极大关注,这种杂化材料可以通过不同的合成方法获得,为材料的设计提供了极大的便利。本文综述了近几年来POSS基有机/无机杂化的电致发光材料、液晶材料和POSS衍生物的自组装行为的研究进展,指出这类材料由于制作方便和热力学性能优良,在未来高科技领域中必有宽广的应用前景。

POSS聚合物及其新进展

POSS作为一种特殊的有机/无机杂化纳米构件备受关注。本文总结了近几年有关探索POSS聚合物结构与性能之间关系的研究进展,并重点综述了POSS在有机半导体材料领域的应用。

含咪唑聚离子液体的星型POSS嵌段共聚物基阴离子交换膜的制备与性能

以聚甲基丙烯酸甲酯嵌段聚乙烯基咪唑为臂,低聚倍半硅氧烷(POSS)为核的星型嵌段共聚物POSS-(PMMA-bPVIm)8为基膜材料,通过季铵化反应和离子交换过程对其进行改性,制备2种咪唑聚离子液体嵌段不同的阴离子交换膜,分别记作PMV-1、PMV-2,研究其吸水率、溶胀度、离子交换容量、力学性能、电导率及耐碱性。结果表明,膜在90℃时仍保持适当的吸水强度,2种膜的吸水率分别为18.09%和25.81%,厚度方向溶胀度分别为25.31%,35.45%;30℃时PMV-1、PMV-2的离子交换容量分别为2.38 meq/g,3.12 meq/g,力学性能良好;2种膜室温下均已具有良好的离子传输性能,90℃时电导率分别达44.02 m S/cm和255.0 m S/cm;耐碱性测试表明,含聚离子液体嵌段较短的膜PMV-1稳定性较好,60℃强碱溶液中浸泡120 h后电导率下降不超过30%。

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)杂化材料

POSS作为一种特殊的有机-无机杂化材料,在结构上具有很强的可设计性,为新材料的研究提供了极大的便利,在近几年的研究中备受人们关注。介绍了POSS合成的研究进展,重点综述了近几年POSS杂化材料在光电材料、聚合物阻燃和材料表面改性等领域的应用。指出基于POSS的杂化材料发展前景广阔,在未来材料科学发展中将发挥重要作用。

POSS/聚合物纳米复合材料的研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)由于其特殊的笼形结构,在制备聚合物基纳米复合材料方面受到了广泛关注.综述了POSS单体的概念、分类及制备,探讨了几种POSS/聚合物纳米复合材料的合成及研究进展,并对POSS/聚合物纳米复合材料的应用前景作了简要地分析,并提出了发展方向.

POSS/PS纳米复合材料的制备与热性能

以CuCl/2,2’-联吡啶为催化剂,POSS-Cl为引发剂,采用ATRP法制备了POSS/PS纳米复合材料,用FT-IR1、H-NMR、XPS、XRD对产物进行了合成表征,并用DSC、TGA研究了复合材料的热性能。实验结果表明,ATRP法制备POSS/PS核壳型复合材料是可行的,POSS在PS中的分散性较好,POSS的加入对PS的Tg和Td有一定程度的提高。

POSS/CE杂化复合材料的制备与介电性能研究

为制备介电常数(ε)低、介电损耗因子(tanδ)小的集成电路板用树脂基体,以笼型倍半硅氧烷(POSS)对双酚A型氰酸酯(CE)树脂进行改性,制备出一种POSS/CE无机-有机杂化复合材料。着重探讨了POSS用量和后处理工艺等对POSS/CE树脂体系介电性能的影响。结果表明:当w(POSS)=2%(相对于CE单体质量而言)、后处理工艺为240℃/3 h时,改性体系的介电性能相对最好,其测试频率为60 MHz时的ε(为2.9)和tanδ(为0.004 5)分别比纯CE树脂降低了9.4%和35.7%;该改性体系的表观活化能为51.9 kJ/mol。

POSS/PMMA纳米复合材料制备及其热性能研究

文章以CuCl/2,2’-联吡啶为催化剂,单功能基POSS-Cl为引发剂,采用原子转移自由基聚合方法制备了POSS/PMMA核壳型结构的纳米复合材料,通过FTIR1、H-NMR、XPS等手段对其进行表征,并用DSC、TGA等检测手段对其热性能进行研究。研究结果表明,ATRP法制备POSS/PMMA纳米复合材料是可行的,POSS的加入对PMMA的热性能有较大程度地提高。

磺化含芴聚醚醚酮酮的合成及与八苯胺基POSS的杂化

燃料电池作为一种绿色环保的清洁能源，具有启动速度快、工作温度低、比功率大及操作方便等优点，是最有希望替代石油等化石能源的未来能源之一．作为质子交换膜燃料电池（PEMFC）和直接甲醇燃料电池（DMFC）的核心部件，质子交换膜的研制备受关注．

POSS/聚合物有机-无机杂化材料的研究进展

介绍了笼型倍半硅氧烷(POSS)的特点。综述了POSS/聚合物杂化材料近年来的研究进展(包括POSS/环氧树脂杂化材料、POSS/聚酰亚胺杂化材料、POSS/有机硅杂化材料、POSS/聚乙烯杂化材料、POSS/聚丙烯杂化材料和其他类型含POSS的杂化材料等),并对其应用前景进行了展望。

基于POSS的ATRP引发剂的合成及其PMMA杂化材料制备

通过苯基三氯硅烷的水解、缩合合成了八苯基倍半硅氧烷(OPS),再经硝化、还原制备了八氨基苯基倍半硅氧烷(OAPS),在此基础上进一步合成了ATRP引发剂BOAPS,并运用FT-IR、NMR对产物的结构进行了表征。采用ATRP方法制备了PMMA/BOAPS杂化聚合物,运用GPC、DSC及TGA手段对杂化材料的结构与热性能进行了分析。结果表明,PMMA杂化物的数均分子量(Mn)为58000,分子量多分散系数为1.12。与分子量相近的线性PMMA相比,PMMA/BOAPS杂化材料的玻璃化转变温度(Tg)提高了约16℃,10%失重时热分解温度升高约64℃。

本征抗原子氧聚酰亚胺超细纤维膜的制备与性能研究

为应对空间探索活动对本征抗原子氧聚酰亚胺超细纤维膜的需求,文章将Si元素与P元素引入到聚酰亚胺分子结构中,采用静电纺丝技术制备了本征抗原子氧聚酰亚胺超细纤维膜。系统研究了Si元素与P元素的引入对超细纤维的化学结构、微观形貌、光学性能、热性能以及抗原子氧侵蚀性能的影响。结果表明:分子结构中引入Si元素和P元素的聚酰亚胺超细纤维膜表面光滑,微观结构呈现连续的纤维状;玻璃化转变温度(T_(g))大于290℃,450℃以下时均表现出良好的热稳定性;且由于引入了Si元素和P元素,在经积分通量为2.0×10^(21) atom/cm^(2)的原子氧辐照后,聚酰亚胺超细纤维膜的原子氧侵蚀速率与Kapton®相比降低了1个数量级。

POSS化学改性聚氨酯的研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)独特的笼型结构可以在分子层面上影响聚氨酯材料体系的软硬链段微相分离程度、链段结晶化和氢键作用。将POSS通过化学方法引入聚不同的氨酯体系中可以提高该类材料的热稳定性、机械性能和耐水性等。从不同的聚氨酯体系出发,介绍了POSS化学改性非水性聚氨酯、水性聚氨酯(WPU)和水性超支化聚氨酯,分析总结了POSS引入到不同体系聚氨酯中对其热稳定性、机械性能和耐水性的影响,以及POSS对其复合材料性能的影响机理。

不同拓扑结构的POSS/聚合物的合成及热稳定性的研究

以单官能团笼状倍半硅氧烷(POSS)、八官能团笼状倍半硅氧烷(POSS)分别为引发剂,CuCl/2,2联吡啶为催化剂,采用原子转移自由基聚合方法制备了"蝌蚪"形、星形POSS/PMMA和POSS/PMMA-b-PS复合材料。研究结果表明:通过ATRP法,能成功制备具有特定结构的POSS/PMMA和POSS/PMMA-b-PS复合材料。相比于纯的聚合物基体,星形POSS/PMMA复合材料的热稳定性降低,"蝌蚪"形POSS/PMMA复合材料的热稳定性提高。"蝌蚪"形POSS/PMMA-b-PS比星形POSS/PMMA-b-PS的热稳定性好。

POSS改性BMI树脂固化动力学及固化工艺研究

以双马来酰亚胺(BMI)、二烯丙基双酚A(BA)和七苯基倍半硅氧烷三硅醇(POSS-triol)为原料,采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了BMI/BA/POSS-triol体系的固化反应过程。运用Kissinger极值法、Crane法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)等转化率法和T-β(温度-升温速率)外推法确定了改性树脂体系的固化反应动力学参数和固化工艺参数。结果表明:改性树脂体系的固化反应活化能和反应级数(接近于1)均随POSS-triol用量增加而变化不大,说明POSS-triol的加入并没有明显改变BMI/BA体系的固化反应机理;改性树脂体系的凝胶温度为175.7℃,固化温度为226.9℃,后处理温度为271.7℃。

POSS基聚合物的热性能和阻燃性

本文介绍了POSS单体和POSS基聚合物的结构、性能和制备方法。重点阐述了各类POSS基聚合物以及它们的热性能。同时简单介绍了POSS对聚合物阻燃性的影响,分析了POSS提高聚合物热性能和阻燃性的原因,并展望了POSS基聚合物的发展方向。

POSS杂化聚硅氧烷复合材料的制备与热性能研究

以八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(OVPOSS)和含氢硅氧烷为单体,通过硅氢加成反应制备了一种新型POSS交联剂V2-POSS。将V2-POSS加入到聚甲基硅氧烷中,制备了一系列不同POSS含量的聚甲基硅氧烷。采用热重分析(TGA)、热重-红外联用(TGA-IR)、裂解气相色谱-质谱(PyGC-MS)等手段对POSS杂化聚甲基硅氧烷的热性能、热分解动力学及动态热解性能进行研究,结果表明:V2-POSS在聚甲基硅氧烷中均匀分散,POSS纳米结构的引入可显著提高聚甲基硅氧烷的热性能;V2-POSS添加量(V2-POSS占聚甲基硅氧烷的质量分数)为10%时,氮气氛5%热失重温度从纯树脂的442.2℃提高至469.4℃;热失重率为15%时,热解表观活化能由纯树脂的87.53kJ/mol提高至杂化树脂的251.12kJ/mol。POSS杂化聚甲基硅氧烷的热解机理主要包括聚硅氧烷主链的断裂、高分子链回咬、含硅基团的重排、碳氢化合物的形成以及小分子的逸出。

三硅醇苯基POSS复合聚酰亚胺薄膜的制备与抗原子氧侵蚀性能研究

低地球轨道上运行的航天器表面材料尤其是聚合物材料极易受到原子氧侵蚀。以三硅醇苯基笼型聚倍半硅氧烷(TSP-POSS)为填料,以PMDA-ODA型聚酰亚胺(PI)为基体,通过机械共混法制备一系列复合薄膜,系统研究TSP-POSS的引入对复合薄膜耐热性能、光学性能以及抗原子氧侵蚀性能的影响。结果表明:TSP-POSS与PMDA-ODA型聚酰胺酸(PAA)具有良好的相容性,复合溶液均匀,储存稳定性优良;PAA/TSP-POSS复合溶液热酰亚胺化后形成的PI/TSP-POSS复合薄膜在TSP-POSS含量(质量分数)低于25%时可保持良好的均匀性;TSP-POSS的加入可在一定程度上提高复合薄膜的光学透明性,且对复合薄膜耐热性能的影响较小;引入TSP-POSS可以显著提高PMDA-ODA薄膜的抗原子氧性能,经受累积注量达4.02×10^(20) atoms/cm^(2)的原子氧侵蚀后,TSP-POSS含量为25%的复合薄膜的原子氧剥蚀率为2.2×10^(-25)cm(3)/atom,仅为不含TSP-POSS薄膜的7.33%。