結(jié)晶性聚倍半硅氧烷研究.pdf

1、目前制備多面齊聚倍半硅氧烷（Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane，POSS）反應(yīng)時間長且產(chǎn)率低，起始原料有限，對POSS的結(jié)構(gòu)性能研究還不很透徹。鑒于POSS在未來的航空航天、電子、光學(xué)、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域中的廣闊應(yīng)用前景，進(jìn)一步研究結(jié)晶性聚倍半硅氧烷的合成條件和結(jié)構(gòu)性能不僅具有重要科學(xué)意義，而且具有重大應(yīng)用價值。 本論文在低濃度的三乙氧基硅烷體系中，無有機溶劑的條件下，經(jīng)催化水解縮聚得到了四種

2、結(jié)晶性聚倍半硅氧烷。該方法反應(yīng)條件溫和，無需使用有機溶劑。利用透射電鏡、電子衍射和X射線粉末衍射對產(chǎn)物的結(jié)晶性進(jìn)行了研究，并用熱重分析考察了產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性。通過研究我們得到了以下主要結(jié)果： 1．以正丙基三乙氧基硅烷為單體，在低濃度下經(jīng)催化水解縮聚，制得了結(jié)晶性正丙基聚倍半硅氧烷。分析了反應(yīng)時間、單體濃度、催化劑對產(chǎn)物形貌的影響。單體濃度較小時，三角形片晶比較容易形成；單體濃度增大時，不利于三角形片晶的形成；堿催化下得到結(jié)晶度不高

3、的棒狀產(chǎn)物。三角形片晶的電子衍射點呈規(guī)則的正六角形排列，屬于六方晶系的可能性較大，推測其組成可能為（n—C3H7SiO1．5）8。XRD結(jié)果顯示，最終產(chǎn)物中結(jié)晶成分較少。 2．以γ—氯丙基三乙氧基硅烷為單體，在低濃度下經(jīng)催化水解縮聚，制得了結(jié)晶性γ—氯丙基聚倍半硅氧烷。分析了反應(yīng)時間、單體濃度、催化劑對產(chǎn)物形貌的影響。在低濃度γ—氯丙基三乙氧基硅烷水解縮聚反應(yīng)體系中，觀察到邊緣整齊的三角形片晶，大小較為均一，邊長約0．2μm；單

4、體濃度增大不利于三角形片晶的形成；堿催化利于形成非晶球狀顆粒。三角形片晶的電子衍射點呈規(guī)則的正六角形排列，屬于六方晶系的可能性較大，推測其組成可能為（γ—ClC3H6SiO1．5）8。XRD結(jié)果顯示產(chǎn)物非晶態(tài)成分多。 3．以γ—氨丙基三乙氧基硅烷為單體，在低濃度下經(jīng)催化水解縮聚，制得了γ—氨丙基聚倍半硅氧烷鹽酸鹽結(jié)晶物。分析了反應(yīng)時間、單體濃度、催化劑對產(chǎn)物形貌的影響。結(jié)晶產(chǎn)物形貌多樣，有短棒、半圓形和不規(guī)則的結(jié)晶片等；堿催化利

5、于非晶物質(zhì)的生成。結(jié)晶產(chǎn)物的電子衍射點呈規(guī)則的正六角形排列，屬于六方晶系的可能性較大，推測其組成可能為（γ—ClNH3C3H6SiO1．5）8。XRD顯示產(chǎn)物中結(jié)晶成分較少。 4．以甲基三乙氧基硅烷為單體，在低濃度下經(jīng)催化水解縮聚，制得了結(jié)晶性甲基聚倍半硅氧烷。分析了反應(yīng)時間、單體濃度、催化劑對產(chǎn)物形貌的影響。結(jié)晶產(chǎn)物形貌多樣，有類球顆粒、短棒、外形不規(guī)則的結(jié)晶片等；當(dāng)單體濃度增大時，不利于結(jié)晶物質(zhì)的形成；堿催化下可以生成結(jié)晶物