基于胺烯反應構筑新型有機硅材料及其性能研究.pdf

1、聚硅氧烷基材料由于具有耐高低溫、電絕緣性和生物相容性等優(yōu)良特性而廣泛應用于多種高新技術領域。其中硅樹脂和有機硅彈性體由于其交聯(lián)的三維網(wǎng)絡結構而具有不同于線型聚硅氧烷的新穎性能。與傳統(tǒng)的交聯(lián)方式相比，開發(fā)新型的交聯(lián)體系對制備新型聚硅氧烷交聯(lián)網(wǎng)絡材料具有重要的理論意義和應用價值。本文主要采取室溫可控及無需催化劑的胺烯反應制備了新穎的有機硅交聯(lián)網(wǎng)絡。一方面探索了采用胺烯反應制備硅樹脂和聚硅氧烷彈性體的可行性，另一方面對采用胺烯反應制備的有機硅

2、材料的光學、電學和力學等方面的性能進行了研究。
　　 本文通過胺烯反應分別制備了含稀土的發(fā)光硅樹脂雜化材料和新型的聚硅氧烷彈性體。在制備發(fā)光硅樹脂雜化材料時采用胺烯反應合成了二酯基官能化的烷氧基硅烷配體。采用此配體中的羰基與三價稀土離子Eu3+、Tb3+和Dy3+進行配位組裝，然后與正硅酸乙酯進行縮聚反應，通過共價鍵將稀土配合物引入到聚硅氧烷骨架中。這樣避免了相分離與熒光猝滅現(xiàn)象的發(fā)生，提高了稀土摻雜材料的穩(wěn)定性。通過紅外光譜、

3、核磁共振譜、X射線衍射、X射線光電子能譜、熱重分析、高分辨掃描電子顯微鏡及熒光分光光度計對所得硅樹脂材料的化學結構、配位情況、材料形貌和光物理性能進行了詳細的表征。結果表明，通過胺烯反應成功的將酯基引入到硅烷偶聯(lián)劑中，同時其中的羰基與稀土離子之間發(fā)生了有效的配位和能量傳遞。含鋱與銪的發(fā)光硅樹脂分別具有窄的綠光和紅光發(fā)射。此外，通過研究溶劑及配位作用等制備條件對硅樹脂材料形貌的影響，發(fā)現(xiàn)配位誘導作用及溶劑比例對材料的形貌具有較大的影響。通

4、過調節(jié)這些反應條件可以在無催化劑和有機模板的情況下制得直徑在30 nm左右的發(fā)光硅樹脂雜化納米粒子。
　　 本論文的另一個研究體系為采用胺烯反應交聯(lián)得到的聚硅氧烷彈性體材料。首先通過胺烯反應與酰胺化反應制得多胺基遙爪聚硅氧烷。然后利用此遙爪聚合物、端氨丙基硅油和雙馬來酰亞胺進行胺烯反應固化，分別合成了不同原料配比的聚硅氧烷彈性體。然后通過紅外光譜、核磁共振譜、萬能材料測試機、熱重分析、精密阻抗分析儀和接觸角測試儀等對所得遙爪聚合

5、物及彈性體的化學結構、力學性質、熱穩(wěn)定性、介電性質和疏水性等進行了研究。對不同原料配比對彈性體物理性質的影響進行了探討，結果表明隨著遙爪聚硅氧烷含量的增加，彈性體彈性模量和介電常數(shù)逐漸增大，其疏水性逐漸降低。此外，為改善彈性體介電性能，進一步對碳納米管摻雜的聚硅氧烷彈性體的介電性質進行了研究，發(fā)現(xiàn)在保持較低介電損耗的基礎上，通過添加碳納米管，彈性體介電常數(shù)提高了3-4倍。這對于采用胺烯反應制備具有較好介電性能的聚合物納米復合材料具有重要