有機-POSS雜化材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來，有機—無機雜化材料作為連接有機高分子與無機物之間的橋梁而受到了越來越多的關(guān)注。而多面體低聚倍半硅氧烷（POSS）納米粒子的使用，使得雜化材料的設(shè)計變得非常有效且易行。官能化POSS比較有效的制備方法有缺角閉環(huán)法和官能團衍生法。后者利用硅原子上的反應(yīng)基團進行官能團轉(zhuǎn)化，通常采用氫基POSS為原料，通過硅氫加成反應(yīng)引入新的活性基團。 本文以八乙烯基籠型倍半硅氧烷（OVS）為原料，采用兩種新的方法，制備了多羥基POSS（MHS

2、）。并在此基礎(chǔ)上，采用離子型化學(xué)修飾法制備出了在無溶劑條件下具備類液體行為的POSS類流體。 主要研究內(nèi)容如下：（1）采用高錳酸鉀氧化OVS和巰基乙醇改性O(shè)VS兩種方法制備了多羥基POSS。通過TEM觀察產(chǎn)物的微觀形態(tài)，發(fā)現(xiàn)它們主要呈現(xiàn)非常規(guī)整的菱形或長方形結(jié)構(gòu)。它們具有較好的溶解性，能夠溶于多種有機溶劑。（2）采用MHS表面接枝改性法制備POSS類流體。它們具有相似的微觀形貌，主要呈現(xiàn)規(guī)整的菱形或長方形結(jié)構(gòu)。在偏光顯微鏡下可以

3、看到在聚合物暗場中存在明亮的無機納米晶粒。這種有機—POSS雜化材料顯示了無溶劑條件下的類液體行為。（3）將OVS分別與聚乙烯醇縮丁醛（PVB）和聚偏氟乙烯（PVDF）進行溶液共混，制備了聚合物/OVS復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)OVS能夠降低聚合物的介電常數(shù)，對聚合物的電導(dǎo)率影響不大，在介電材料方面有潛在的應(yīng)用價值。（4）將制得的MHS分別與PVB和PVDF進行溶液共混，制備了聚合物/MHS復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)MHS能夠提高聚合物的介電常數(shù)，并使

4、得常溫下MHS/PVB體系的電導(dǎo)率達到5.04×10—8S/Cm，MHS/PVDF體系的電導(dǎo)率達到3.74×10—7S/cm，能夠作為半導(dǎo)體應(yīng)用。（5）將制備的POSS類流體分別與PVB和PVDF進行溶液共混，制備了POSS類流體/聚合物復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)POSS類流體/PVB和POSS類流體/PVDF復(fù)合材料在常溫下的電導(dǎo)率分別為4.13×10—7S/cm和1.24×10—6S/cm。這個數(shù)據(jù)表明POSS類流體對聚合物電性能的改善作用