多面体低聚倍半硅氧烷及多面体低聚倍半硅氧烷-聚合物的研究进展

综述了多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的结构、性质与合成方法,重点介绍了单官能团、双官能团、多官能团3类POSS可以通过共聚、缩聚、接枝、共混等多种方式引进聚合物中,形成真正的有机/无机纳米杂化材料,最后指出了POSS的发展方向.     

有机-无机杂化纳米结构体——多面体低聚硅倍半氧烷研究进展

多面体低聚硅倍半氧烷是基于化学键合作用形成的分子内杂化体系,其改性后的材料是一类具有广泛潜在应用价值的新型有机-无机杂化材料。介绍了多面体低聚硅倍半氧烷单体的结构、性能、单体及其衍生物的合成,以及其改性聚合物材料在航空、航天、生物、电子等高科技领域内的应用前景。针对国内的研究现状,指出低聚硅倍半氧烷-聚合物杂化体系研究所存在的问题。     

溶液缩聚法含氟化聚酰亚胺的制备及薄膜性能研究(下)

本文以含三氟甲基为二胺单体,以含六氟为二酐单体合成了含邻扭结结构的新型聚酰亚胺。反应为高温溶液缩聚,反应通过常规的两阶段的过程,聚前体热酰亚胺化(酰胺酸)导致聚酰亚胺具有高的分子量。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)表征手段对制备的含氟单体和相应的聚合物的结构进行了表征。该类聚酰亚胺表现出优异的溶解性能且表现出优异的热稳定性,耐温高达345 ℃。另外,所有的聚酰亚胺呈现良好的光学性能,透明度较高,截止波长较低。它们的聚集态特性及荧光光谱在有关化学结构的相关内容中讨论。通过被其表面与水的接触角测试,结果表明,这些含氟聚酰亚胺薄膜均具有的高疏水性,所有这些性能使其能在在光电子器件中用作透明柔性衬底。     

溶液缩聚法含氟化聚酰亚胺的制备及薄膜性能研究（上）

本文以含三氟甲基为二胺单体,以含六氟为二酐单体合成了含邻扭结结构的新型聚酰亚胺。反应为高温溶液缩聚,反应通过常规的两阶段的过程,聚前体热酰亚胺化(酰胺酸)导致聚酰亚胺具有高的分子量。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)表征手段对制备的含氟单体和相应的聚合物的结构进行了表征。该类聚酰亚胺表现出优异的溶解性能且表现出优异的热稳定性,耐温高达345℃。另外,所有的聚酰亚胺呈现良好的光学性能,透明度较高,截止波长较低。它们的聚集态特性及荧光光谱在有关化学结构的相关内容中讨论。通过被其表面与水的接触角测试,结果表明,这些含氟聚酰亚胺薄膜均具有的高疏水性,所有这些性能使其能在在光电子器件中用作透明柔性衬底。     

聚甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷杂化膜的制备及其耐热性能

采用水解-缩聚工艺,以γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为单体,以四甲基氢氧化铵为催化剂,合成出甲基丙烯酰氧丙基倍半硅氧烷(MSSO),并对MSSO的结构进行了表征。以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,制备出聚甲基丙烯酸丁酯/MSSO杂化材料,并对所合成的杂化材料的结构和耐热性能进行了表征。结果表明,MSSO参与了聚合反应,随着MSSO含量的增加,杂化材料的耐热性能提高。     

POSS/聚合物有机-无机杂化材料的研究进展

介绍了笼型倍半硅氧烷(POSS)的特点。综述了POSS/聚合物杂化材料近年来的研究进展(包括POSS/环氧树脂杂化材料、POSS/聚酰亚胺杂化材料、POSS/有机硅杂化材料、POSS/聚乙烯杂化材料、POSS/聚丙烯杂化材料和其他类型含POSS的杂化材料等),并对其应用前景进行了展望。     

乙烯基倍半硅氧烷／甲基丙烯酸酯杂化材料的性能

以无定型二氧化硅为起始原料,与乙二醇、氢氧化钾反应,生成高反应活性的五配位硅钾化合物;并与3-氯丙烯反应,制备出相应的含双键的四配位硅;然后在四甲基氢氧化铵催化下与正硅酸乙酯反应,制得笼状乙烯基倍半硅氧烷;再与甲基丙烯酸甲酯聚合,得到倍半硅氧烷纳米杂化材料.用现代分析测试手段对新型倍半硅氧烷纳米杂化材料进行表征.结果表明,正硅酸乙酯、乙烯基四配位硅、四甲基氢氧化铵固体量之比为0.6∶0.4∶1,乙烯基倍半硅氧烷产率最高;甲基丙烯酸酯过量可得性能良好的乙烯基倍半硅氧烷/甲基丙烯酸酯杂化材料.     

耐高温梯形聚甲基倍半硅氧烷的合成

西安交通大学的邱军等以有机伯胺为胺解剂,与甲基三氯硅烷反应形成梯形结构的“模板”,经水解、缩聚反应,合成了梯形聚甲基倍半硅氧烷。研究了水解温度、溶剂、水与单体的量之比、缩聚温度、缩聚时间以及胺的结构对产物性能的影响,获得了最佳的合成条件。产物经热重分析,７００℃失重率仅为４％。耐高温梯形聚甲基倍半硅氧烷的合成     

可溶性笼形倍半硅氧烷基共轭聚合物作为一种高效的单壁碳纳米管分散剂

利用一种分子内非均质性的星型结构的笼形倍半硅氧烷-聚噻吩杂化共聚物功能化单壁碳纳米管(SWNTs),并通过多种手段充分表征分散SWNTs的性能。结果表明,这种星型杂化共轭聚合物与其线型类似物相比,具有更高效的稳定SWNTs能力。疏水性的笼形倍半硅氧烷核心和聚噻吩链段锚定在疏水的碳纳米管表面,同时水溶性的柔性链段向溶液中伸展并且共轭链段与碳纳米管表面形成的共轭堆叠效应极大地增加聚合物与碳管之间的黏附力,这些非共价作用力赋予SWNTs分散体空间稳定性。SWNTs在水溶液中溶解性的改善也极大地提升了SWNTs复合材料的可加工性,有利于制备柔性透明电活性的薄膜材料。由此,这种笼形倍半硅氧烷-聚噻吩杂化共聚物在柔性光电设备领域具有极高的应用前景。     

官能化POSS的制备及其在聚合物改性中的应用进展

介绍了单官能和多官能多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的制备方法:顶端-封角法、三官能团硅烷RSi X3的水解缩合法、官能团衍生法、聚有机倍半硅氧烷的热分解;然后从物理改性和化学改性两方面阐述了POSS改性聚合物的方法;最后总结了官能化POSS在聚合物改性中的应用进展并对其今后的发展方向进行了展望。     

官能化POSS的制备及其在聚合物改性中的应用进展

介绍了单官能和多官能多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的制备方法:顶端-封角法、三官能团硅烷RSi X3的水解缩合法、官能团衍生法、聚有机倍半硅氧烷的热分解;然后从物理改性和化学改性两方面阐述了POSS改性聚合物的方法;最后总结了官能化POSS在聚合物改性中的应用进展并对其今后的发展方向进行了展望。     

不完全缩合七苯基三羟基POSS的合成及表征

以苯为溶剂,40%苄基三甲基氢氧化铵的甲醇溶液为催化剂,苯基三氯硅烷水解缩合得到笼状八苯基多面低聚倍半硅氧烷,进一步在四乙基氢氧化铵(35%水溶液)的作用下,以四氢呋喃为溶剂,通过顶点-打开法合成不完全缩合的多面低聚倍半硅氧烷。利用1H、13C、29Si-NMR、FT-IR、元素分析、MALDI-TOF质谱等技术对产物的结构进行了表征,并采用TGA对其热稳定性进行了研究。结果表明,反应主产物为不完全缩合的七苯基三羟基多面低聚倍半硅氧烷,其初始分解温度(失重5%(wt))为516.1℃,热稳定性良好。与以往的合成方法相比,该法显著缩短了反应时间,并提高了产率,从而为POSS在纳米杂化材料领域的应用打下了基础。     

烯丙基异丁基聚多面体低聚倍半硅氧烷／聚丁二烯纳米杂化材料的合成及表征

采用负离子聚合法,以单官能团笼型烯丙基异丁基聚多面体低聚倍半硅氧烷(POSs)和丁二烯为单体、正丁基锂为引发剂、环己烷为溶剂、乙基四氢糠基醚(ETE)为调节剂,制备烯丙基异丁基POSS/聚丁二烯纳米杂化材料,并对其结构进行了表征.结果表明,在烯丙基异丁基POSS和丁二烯之间发生了共聚合反应,实现了活性负离子引发聚合制备POSS/聚丁二烯纳米杂化材料;ETE可有效调节1,2-聚丁二烯结构的含量;随着烯丙基异丁基POSS用量的增加,纳米杂化材料的重均相对分子质量逐渐降低.     

TiO_2/MPMS-SSO光学保护膜的制备与性能研究

以正硅酸乙酯、钛酸丁酯、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷（MPMS-SSO）、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷为原料,通过溶胶-凝胶法制备了Si-Ti杂化涂料、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷（MPMS-SSO）涂料、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷与钛酸丁酯杂化的MPMS-SSO-Ti涂料,并在PMMA上成膜。用FT-IR、UV-VIS、动态摩擦减重测试和TG/DSC等对薄膜的结构、透光率、机械性能和热性能进行表征,并分析了Si-Ti、MPMS-SSO和MPMS-SSO-Ti 3种涂料对PMMA膜的影响。结果表明：Si-Ti、MPMS-SSO、MPMS-SSO-Ti光学保护膜在保持PMMA基片透光率基本不变的同时,有效地提高了耐磨性;MPMS-SSO薄膜的耐磨效果最好,MPMS-SSO膜次之,Si-Ti膜最次。从表面应力、预滑动摩擦力和动摩擦力3个方面分析有机无机杂化膜耐磨性能,能够有效解释涂覆Si-Ti、MPMS-SSO、MPMS-SSO-Ti涂料耐磨性依次提高的事实。Si-Ti、MPMS-SSO、MPMS-SSO-Ti薄膜热稳定性良好,其中MPMS-SSO-Ti薄膜耐热性最好。分析表明,微观上具有规整网络结构的倍半硅氧烷与TiO2杂化对提高薄膜的耐磨性能和热稳定性起着重要作用。     

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的合成与应用研究进展

笼型倍半硅氧烷作为一种新型的有机／无机杂化材料,在近十年的研究中引起了人们的极大关注。这种材料的单体可以通过不同的合成方法获得,为材料的设计和剪裁提供了极大的便利。综述了笼型倍半硅氧烷单体的性质、结构与合成方法,对其应用作了浅述,同时对笼型倍半硅氧烷将来的发展趋势作了展望。     

离子型聚合反应机理制备聚合物/POSS纳米杂化材料的研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷（POSS,Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane）作为一种特殊的有机/无机杂化纳米粒子备受关注。本文综述了国内外通过离子型反应机理制备聚合物/POSS纳米杂化材料的一些进展,着重介绍反应机理、特点,并对这一领域的前景进行了展望。     

TiO2/MPMS-SSO光学保护膜的制备与性能研究

以正硅酸乙酯、钛酸丁酯、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷(MPMS-SSO)、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷为原料,通过溶胶-凝胶法制备了Si-Ti杂化涂料、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷(MPMS-SSO)涂料、甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷与钛酸丁酯杂化的MPMS-SSO-Ti涂料,并在PMMA上成膜。用FT-IR、UV-VIS、动态摩擦减重测试和TG/DSC等对薄膜的结构、透光率、机械性能和热性能进行表征,并分析了Si-Ti、MPMS-SSO和MPMS-SSO-Ti 3种涂料对PMMA膜的影响。结果表明:Si-Ti、MPMS-SSO、MPMS-SSO-Ti光学保护膜在保持PMMA基片透光率基本不变的同时,有效地提高了耐磨性;MPMS-SSO薄膜的耐磨效果最好,MPMS-SSO膜次之,Si-Ti膜最次。从表面应力、预滑动摩擦力和动摩擦力3个方面分析有机无机杂化膜耐磨性能,能够有效解释涂覆Si-Ti、MPMS-SSO、MPMS-SSO-Ti涂料耐磨性依次提高的事实。Si-Ti、MPMS-SSO、MPMS-SSO-Ti薄膜热稳定性良好,其中MPMS-SSO-Ti薄膜耐热性最好。分析表明,微观上具有规整网络结构的倍半硅氧烷与TiO2杂化对提高薄膜的耐磨性能和热稳定性起着重要作用。     

烯丙基异丁基多面体低聚倍半硅氧烷/聚丁二烯遥爪型纳米杂化材料的制备及表征

采用负离子聚合法,以单官能团笼型烯丙基异丁基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)和丁二烯为单体、正丁基锂为引发剂、环己烷为溶剂及乙基四氢糠基醚为调节剂,制备了烯丙基异丁基POSS/聚丁二烯遥爪型纳米杂化材料,对其结构进行了表征.结果表明,POSS与丁二烯发生了共聚合,实现了活性负离子引发聚合制备POSS/聚丁二烯遥爪型纳米...     

聚甲基倍半硅氧烷光扩散剂的制备及影响因素研究

以甲基三甲氧基硅烷为原料，采用水解-缩聚法合成聚甲基倍半硅氧烷微球，讨论了原料比例、水解时间、水解pH值、缩聚时间、缩聚pH值对微球粒径的影响。结果表明，较佳的合成条件为：甲基三甲氧基硅烷与超纯水的质量比为1∶(7～8)、水解时间1 h、水解pH值为5～6、缩聚时间2 h、缩聚pH值为9。将制备过程中产生的滤液作为溶剂重复利用，也可制得聚甲基倍半硅氧烷微球，达到绿色环保的目的。聚甲基倍半硅氧烷微球用作聚碳酸酯的光扩散剂时，与市售同类产品相比，其可使光扩散板获得更高的透光率和雾度。     

稀土有机配合物/聚倍半硅氧烷的制备及发光性能研究

桥联聚倍半硅氧烷是有机-无机杂化材料中具有特殊性能的一类新型杂化材料。稀土有机配合物单色性好,色纯度高。将稀土有机配合物与桥联聚倍半硅氧烷有机的结合起来制备杂化材料,在理论研究和实际应用中都具有重要意义。本文合成了含有5-氨基间苯二甲酸基团桥联单体,并以单体作为前驱体,在稀土离子存在的情况下,通过溶胶-凝胶过程制得含有稀土配合物的桥联聚倍半硅氧烷。利用红外光谱以及荧光光谱对材料进行表征。研究表明,置于桥联聚倍半硅氧烷的5-氨基间苯二甲酸能够有效地敏化稀土离子发光。