籠型倍半硅氧烷(POSS)的合成及POSS酯化性能研究.pdf

1、多面體籠型倍半硅氧烷(Polyhedraloligomericsilsesquioxane，POSS)是一種由Si-O-Si為骨架結(jié)構(gòu)的新型無機(jī)/有機(jī)雜化分子。根據(jù)POSS上Si原子所連接的取代基團(tuán)不同，可以將POSS引入到不同類型的聚合物體系中，提高POSS/聚合物雜化材料的機(jī)械性能、力學(xué)性能、熱性能、抗氧化性能、阻燃性能等。因此，開發(fā)多功能POSS單體以及POSS/聚合物雜化材料可以拓寬材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　 本文采用水解縮

2、合法和官能團(tuán)轉(zhuǎn)化法分別制備八乙烯基倍半硅氧烷(OvPOSS)和環(huán)氧基倍半硅氧烷(Epoxy-POSS)，優(yōu)化產(chǎn)物的合成工藝。同時(shí)，研究了環(huán)氧基倍半硅氧烷的引入對聚合物熱穩(wěn)定性的影響。主要工作內(nèi)容如下:
　　 1、以乙烯基三氯硅烷單體和去離子水為原料，丙酮為溶劑，利用水解縮合法合成OvPOSS，通過紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、核磁共振(1HNMR、29SiNMR)、熱重分析(TGA)對OvPOSS的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行表

3、征。并對影響OvPOSS產(chǎn)率的因素，如反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、水的用量進(jìn)行了探究。獲得較佳工藝條件:去離子水較適體積分?jǐn)?shù)為24.1％，即單體、去離子水、丙酮的體積比為2∶7∶20，40℃下反應(yīng)72h，最高產(chǎn)率為14.0％。
　　 2、以O(shè)vPOSS為原料，采用官能團(tuán)轉(zhuǎn)化法合成Epoxy-POSS。通過FTIR、XRD、1HNMR、29SiNMR對Epoxy-POSS的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。探究了過氧化氫濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、酸體積比等對

4、OvPOSS環(huán)氧化程度的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用高濃度H2O2，CH3COOH∶H2O2=0.5∶1，溫度60℃，反應(yīng)12h，OvPOSS環(huán)氧化程度較高。
　　 3、制備環(huán)氧基倍半硅氧烷/環(huán)氧樹脂雜化材料(Epoxy-POSS/EP)，通過XRD、TGA、差示掃描量熱儀(DSC)對Epoxy-POSS/EP雜化材料結(jié)構(gòu)與熱性能進(jìn)行了分析。XRD圖譜發(fā)現(xiàn)，Epoxy-POSS中環(huán)氧基與丙烯酸發(fā)生酯化反應(yīng)難度較大，仍然有部分Epoxy