含磷POSS阻燃乙烯基酯树脂性能研究

将含磷POSS(DMPOSS)以5wt%、10wt%和15wt%的添加量添加到乙烯基酯树脂中,通过差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、锥形量热仪和扫描电镜(SEM)测试研究了DMPOSS对乙烯基酯树脂玻璃化转变温度、热稳定性和燃烧性能的影响。DSC测试结果表明:DMPOSS的加入能够明显提升乙烯基酯树脂的玻璃化转变温度。LOI测试结果表明:添加DMPOSS改性的乙烯基酯树脂的氧指数随DMPOSS含量的增加而逐渐升高。当添加15wt%DMPOSS时,乙烯基酯树脂的氧指数达到23.8%。锥形量热仪测试结果表明:DMPOSS的加入能够有效降低乙烯基酯树脂的热释放。当添加15wt%DMPOSS时,乙烯基酯树脂的热释放速率峰值降低了44.9%,总的热释放降低了30.4%。

基于乙烯基POSS改性的厌氧胶的制备及性能研究

针对机械设备维护与修理中厌氧胶连接件的可拆卸性问题,本研究利用乙烯基二甲基硅氧基笼状聚倍半硅氧烷(POSS-V)对厌氧胶连接件的力学性能进行改性。通过红外光谱对固化前后的厌氧胶进行了表征,并结合摩擦磨损试验、扫描电镜分析、流变学测试、扭矩测试以及剪切强度的测试,深入研究了POSS-V对厌氧胶性能的影响机制。研究发现,POSS-V的引入显著提升了厌氧胶的耐热性,并通过交联作用,使破坏扭矩最大可提高64.75%,POSS-V与丙烯酸酯产生交联反应形成了球状颗粒,有效减少了摩擦系数。在提高厌氧胶破坏扭矩的同时,还维持甚至降低了拆卸扭矩值,从而优化了厌氧胶的综合性能。

乙烯基POSS-丙烯酸酯杂化共聚物湿敏材料的湿度响应稳定性

八乙烯基POSS(OV-POSS)是由硅、氧、碳元素组成的一种笼状多面体结构的化合物,基于OV-POSS合成了有机-无机杂化丙烯酸酯共聚物Cop(MBHP_(0.23))。采用红外光谱仪测试材料的分子结构,证明了共聚物Cop(MBHP_(0.23))的成功合成。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察材料薄膜的表面形貌特征和粗糙度,证明OV-POSS的加入提高了湿敏膜的感湿响应性能。采用热重分析仪测试材料热的稳定性,结果表明材料具有优异的热稳定性。采用LCR数字电桥测试叉指电极的阻值,结果表明材料的湿敏响应曲线具有较高的线性度(r=0.996),较短的响应/恢复时间(14.0s/68.5s),较小的湿滞(0.88%RH)和较低的温变系数(0.035%RH/℃)。采用电化学工作站测试材料薄膜的介电性能,研究了材料的湿度响应机理,表明在低、中湿度范围内由湿敏材料的本征导电占主导,在高湿度范围内由离子导电性占主导地位。

蝌蚪型POSS嵌段共聚物多孔膜制备及其疏水性能

针对传统疏水整理方法存在高温处理、对设备要求高、织物固有属性降低等缺点,以蝌蚪型倍半硅氧烷(POSS)嵌段共聚物为成膜材料,通过呼吸图案法制备有序排列的多孔膜。以硅片为基底,优化溶剂种类、共聚物质量浓度、成膜温度及成膜时间,得到孔径均匀的多孔膜,对其表面疏水性能进行测试。以棉织物为基底,优化共聚物质量浓度制备多孔膜,测试其表面疏水性能。结果表明:蝌蚪型POSS嵌段共聚物在硅片表面成膜最佳工艺条件为溶剂三氯甲烷,共聚物质量浓度30 mg/mL,温度80℃,时间60 s,在此工艺条件下多孔膜水接触角为117.8°,具有疏水性能;以棉织物为基底,通过呼吸图案法在棉织物表面制备多孔结构,共聚物质量浓度为60 mg/mL时,其表面水接触角为154.0°,孔的结构规整性最好且达到超疏水;在相同质量浓度条件下水接触角较浸渍-烘干法高15°左右。

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。

DOPO衍生物/八氨丙基POSS阻燃木塑复合材料的研究

先合成OA-POSS与DPA,然后将其引入到WF/PP木塑复合材料中,通过热压成型方法制备阻燃WF/PP木塑复合材料,进行热失重分析及阻燃性能、力学性能测试,探究了阻燃木塑复合材料的热稳定性能、燃烧性能和力学性能。结果表明:DOPO、DPA和OA-POSS的加入一定程度上提高了复合材料的初始热分解温度,降低了热分解速率,明显提高材料的热解残余物质量。DOPO,DPA和OA-POSS的加入能够显著提高复合材料的阻燃性能,复合材料的残炭量明显增加,最高增加228.05%。DOPO的加入使材料力学性能下降,而DPA和OA-POSS的加入一定程度上增强了复合材料的力学性能。

自愈合POSS-PEG杂化水凝胶的制备及其性能研究

自愈合水凝胶是一种新型仿生智能材料,近年来,由于这种新型材料的自愈合性能,受到人们广泛研究.本研究将亲水的烯丙基聚乙二醇(Allyl-PEG-OH)用“巯基-烯”点击反应连接到疏水的八巯基取代的八聚倍半硅氧烷(POSS-SH)上,然后通过Steglich酯化反应将醛基引入,合成两亲性醛基封端的聚乙二醇官能化八聚倍半硅氧烷(POSS-PEGCHO)交联剂.后与壳聚糖在酸性水溶液中通过席夫碱反应制备得到具有高机械强度、自愈合性能的POSS-PEG杂化水凝胶,并对其自愈合能力、内部微观形貌、机械性能、降解性、溶胀性及细胞相容性进行一系列的研究,探究其作为生物医用材料的潜在性.

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。

棉织物POSS嵌段共聚物疏水整理及其性能研究

探讨笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)用于棉织物疏水整理的效果。通过溶胶-凝胶法制备八氯丙基POSS,以甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯为反应单体,采用原子转移自由基聚合的方法制备星型POSS嵌段共聚物,并对其红外光谱、核磁共振氢谱进行表征;将POSS嵌段共聚物以喷涂-烘干的方式整理到棉织物上,对整理前后棉织物的红外光谱、微观形貌、水接触角、断裂强力、摩擦和水洗牢度、透湿透气性等进行测试表征。结果表明:整理后棉织物的水接触角为141.2°,断裂强力、透气率、透湿量为未处理棉织物的96.3%、89.7%、92.6%,水洗30次后水接触角为121.9°,摩擦150次后水接触角为135.3°。认为:整理后的棉织物具有疏水性能,且耐摩擦牢度和耐水洗牢度较好,对断裂强力和透气透湿性能的影响较小。

POSS杂化环氧丙烯酸树脂的合成及应用

通过自由基聚合的方式将POSS嫁接在环氧丙烯酸树脂链段中,制备出一种POSS杂化的环氧丙烯酸树脂(POSS-co-APA),研究了不同POSS用量对杂化树脂热稳定性能的影响;将POSS-co-APA作为改性剂添加到环氧树脂E51体系中制备复合涂层(PED),探讨了不同POSS-co-APA改性剂添加量对复合涂层性能的影响。结果表明,当POSS质量分数为3%时,POSS-co-APA热稳定性能最优;当改性剂质量分数为5%时,改性环氧涂层硬度最大为6H,断裂伸长率最大为5.2%;当改性剂质量分数为7%时,改性环氧涂层疏水性能最优,疏水角可达110°。

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基高分子材料的合成及热性能

倍半硅氧烷(PO SS)是由S i-O组成的纳米大小无机笼型骨架芯即(S iO1.5)n,在其顶点处连接有机取代基团的特殊结构分子,PO SS基高分子材料,由于其优异的热性能引起人们广泛兴趣,文中从合成和热性能两方面,对PO SS基高分子材料的研究进行综述,并提出了今后的发展方向。

环氧基POSS/PAMAM杂合材料的制备及其性能

以3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷(EPTMS)为原料,合成得到了八官能团缩水甘油醚-多面体低聚倍半硅氧烷(简称POSS-EP)。采用4代树型端氨基聚酰胺-胺(PAMAM)作为POSS-EP和双酚A型环氧树脂(DGEBA)共混物的固化剂,制备了5个环氧基POSS/PAMAM杂化材料。通过动态差示扫描量热仪(DSC),研究了环氧和PAMAM的固化反应动力学。通过DSC、热重分析(TGA)、拉力和冲击测试,对环氧基POSS/PAMAM杂化材料的热性能和力学性能进行了研究。结果表明,该环氧基POSS/PAMAM杂化材料具有优良的热性能和力学性能。

芳炔树脂/POSS固化相容性及热稳定性研究

在聚芳基乙炔树脂(PAA)中分别加入笼型八苯基硅倍半氧烷(OPS)、笼型八氨基苯基硅倍半氧烷(OAPS)和笼型八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷(OPAPS)对其进行改性。利用SEM、XRD、红外、DSC和TGA对PAA/POSS体系进行了相容性和热性能的研究。SEM图及XRD结果表明,OPS与PAA相容性差,OAPS次之;由于OPAPS中端炔基可参与PAA的固化反应,因此OPAPS与PAA相容性最好。红外光谱分析结果表明炔基固化反应后主要生成共轭烯和芳环结构,PAA/POSS的复合物中,POSS的笼型结构得以保留。DSC结果表明POSS的加入使得体系放热量有所减少,且OPAPS的加入使体系放热峰向高温区稍有偏移。TGA结果表明OAPS或OPAPS的引入可以基本保持PAA固化产物原有的热稳定性。

PVDF-g-PMMA/POSS纳米纤维膜的制备与表征

通过活性自由基聚合(ATRP)的方法制备了聚偏氟乙烯-g-聚甲基丙烯酸甲酯(PVDF-g-PMMA)共聚物,其接枝率为10.2%.采用静电纺丝法制备了PVDF-g-PMMA/POSS纳米纤维复合膜,并研究了POSS的含量对其形态、机械性能和晶体结构变化的影响.结果表明:随着POSS的加入,纳米纤维表面粗糙度增加,纤维平均直径减小,复合膜的结晶度最大降低了13.0%,其机械性能和初始模量有不同程度的增加,且当POSS质量分数为2%时,拉伸强度达到了8.01 MPa.

自愈合壳聚糖抗菌水凝胶的制备及其性能研究

水凝胶作为生物医药领域的新型材料,因其具有特殊的性能被人们广泛研究。研究利用丙烯酸对壳聚糖进行修饰得到可溶性N-羧乙基壳聚糖CEC-NA,与本实验室自制的POSS-PEG-CHO在水溶液中通过席夫碱反应制备力学性能好、自愈合的CS-POSS-PEG水凝胶。对CEC-NA及CS-POSS-PEG水凝胶进行结构表征,并对水凝胶内部微观形貌、自愈合性、力学性能、溶胀性能、细胞相容性以及抗菌能力等一系列性质进行研究,结果表明水凝胶具有疏松多孔结构、良好的自愈合性、力学性能、溶胀性能、细胞相容性和抗菌性,在伤口敷料的方面具有潜在的应用前景。

POSS环氧化合物的合成

过氧乙酸氧化三乙烯基POSS单体制备POSS环氧化物,通过NMR、FT-IR分析POSS环氧化前后结构的变化,研究并讨论了H2O2浓度、乙酸含量、反应温度、反应时间对三乙烯基POSS环氧化反应的影响。结果表明,三乙烯基POSS环氧化的适宜条件是:H2O2的质量分数为50%,反应温度70℃,CH3COOH∶H2O2=0.5∶1,反应时间5h。

八氨苯基POSS交联改性聚氨酯弹性体的制备与性能

以八氨苯基多面体低聚倍半硅氧烷(OapPOSS)为交链剂,原位合成了含有POSS结构的聚氨酯弹性体纳米复合材料,分别采用FT-IR、光学显微镜,动态热机械(DMA)分析以及热重分析(TGA)等对所合成的复合材料进行了表征。结果表明:随着OapPOSS用量的增加,所制POSS/PUE复合材料的拉伸强度增加,扯断伸长率下降,储能模量增加,阻尼因子下降,玻璃化转变温度升高,热分解速率降低。

用低支化聚酯液晶/POSS共混改性环氧树脂的研究

以对羟基苯甲酸、对苯二甲酰氯和偏苯三酸酐(TMA)为原料,合成了低支化聚酯液晶聚合物(LLCP),并将其与γ-氨基六面体倍半硅氧烷(POSS)协同改性环氧树脂体系。研究结果表明,LLCP/POSS能对环氧树脂复合材料起到很好的增韧作用,改性后的环氧树脂复合材料冲击性能是纯环氧树脂的2.1倍。利用扫描电镜(SEM)观察复合材料断裂面形貌,探讨其增韧机理。热重分析(TG)表明:改性后材料的起始分解温度和最大分解速率温度分别比纯环氧树脂高出20℃和13℃,材料热稳定性提高。

新型POSS基有机/无机杂化分子发光材料的制备及聚集效应研究

有机发光材料在电致发光与显示器件领域有着非常广泛的应用。以具有高荧光量子产率的长共轭芴类衍生物2-乙炔基-7-(4-(4-甲氧基苯乙烯基)苯乙烯基)-9,9-二辛基芴(EMOF)和POSS(T8H8)为原料,通过硅氢化反应制备了POSS基有机/无机杂化分子发光材料(EMOF-POSS),并用FT-IR、1H-NMR和13C-NMR对其结构进行了表征。通过紫外-可见和荧光光谱研究了EMOF和EMOF-POSS在不同比例的THF/H2O混合溶剂中的聚集效应,并对两者的热性能进行了测试。结果表明,EMOF-POSS不仅具有较好的热稳定性,而且有效地降低了荧光生色团的聚集,从而提高了材料的荧光量子产率(ΦFL)和发光性能。