POSS/PS复合材料的制备及其热性能研究

以1,3,5,7,9,11,13-苯基-15-氯丙基笼型倍半硅氧烷(POSS-Cl)与二乙醇胺进行反应,将末端氯基团转化为两个端羟基,通过羟基与2-溴代异丁酰溴的酯化反应得到POSS-(Br)2引发剂,并运用原子转移自由基聚合(ATRP)成功合成了一种新型POSS/PS复合材料。采用傅里叶红外(FTIR)、核磁共振(NMR)等手段对POSS和POSS/PS的结构进行了表征。通过差示扫描量热(DSC)和热失重(TGA)分析对POSS/PS复合材料的热性能进行了研究。结果表明:POSS单元的引入能显著提高聚合物的热稳定性。     

POSS/丙烯酸酯复合材料的合成及在疏水中的应用研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)由于其纳米级有机-无机结构,且纳米级别的无机核被有机官能团包围,使其成为构建纳米杂化材料和纳米复合材料的理想结构,引起了广泛的关注。本文综述了POSS用于增强疏水性能的丙烯酸酯聚合物复合材料的最新进展,重点介绍了POSS作为疏水单元,采用物理或共聚的方法与丙烯酸酯复合,合成不同结构的POSS/丙烯酸酯复合材料,以满足所需的疏水要求。POSS/丙烯酸酯复合材料具有良好的疏水性能,同时具有优异的物理性能。     

POSS/聚合物复合材料的制备以及在尼龙中应用的研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)是一种具有独特中空刚性结构的纳米级材料,作为无机-有机的新型杂化材料,其可设计的分子杂化结构使得POSS能够在聚合物基体中达到分子水平或纳米级别的良好分散,有效提升材料的表面性能、热性能、介电性能和力学性能等,极大地拓宽了在聚合物中的应用领域。本文主要针对POSS的合成制备方法、功能化改性方法、POSS形貌与性能的关系、POSS/尼龙复合材料的制备方法等进行综述。主要介绍POSS的合成方法、官能化方法及POSS/尼龙复合材料的制备方法及结构与性能的关系。未来随着POSS官能化方法的改进必然能够将POSS引入更多的聚合物基体内并实现更好的分散,POSS在聚合物中的应用范围将不断扩大。     

聚乳酸/POSS纳米复合材料的研究进展

综述了近年来聚乳酸/多面低聚倍半硅氧烷(POSS)纳米复合材料的性能、制备方法等研究进展,展望了聚乳酸/POSS纳米复合材料的发展方向,指出优化合成工艺、降低成本是新型功能化聚乳酸/POSS纳米复合材料未来研究应用的关键。     

EP/POSS/SiO2纳米复合材料性能研究

以自制的两种不同黏度的环氧基倍半硅氧烷(POSS)为改性剂,对双酚A型环氧树脂(EP)/4,4’–二氨基二苯砜(DDS)进行改性,制备EP/POSS杂化材料。再以纳米SiO2为填料制备了EP/POSS/SiO2纳米复合材料。结果表明,与EP相比,杂化材料和纳米复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量都有所提高,其中纳米复合材料(分别添加低黏度和高黏度的POSS)的弯曲弹性模量分别提高了15.03%和9.44%,添加高黏度的POSS和纳米SiO2后其杂化材料和纳米复合材料体系的弯曲强度均有所提高,杂化材料和纳米复合材料的最大分解温度和在高温时的热残留量都有所提高。     

POSS/PMMA纳米复合材料的制备及性能研究

采用八乙烯基倍半硅氧烷(OV-POSS)通过原位聚合法制备了具有交联网状结构的POSS/PMMA纳米复合材料。通过FT-IR、DSC等方法对纳米复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明,通过原位聚合法制备的POSS/PMMA纳米复合材料具有交联网状结构,POSS的引入能明显改善材料介电性能和热学性能,但当OV-POSS含量较高时,热学性能有所下降。当POSS的用量为0.6%时,POSS/PMMA纳米复合材料的介电常数从2.91降低至2.77,介电损耗从0.0088降低至0.0039,复合材料的Tg也上升了。     

POSS/PS纳米复合微球的制备与热性能研究

采用乳液共聚法合成了POSS/PS纳米复合微球,研究了反应条件对复合材料热性能的影响.结果表明,合成的微球形态规则、尺寸分布较均匀,微球具有核壳型结构,尺寸可调,微球尺寸可控制在50nm左右.通过共聚引入刚性POSS结构,使得POSS/PS纳米复合材料的玻璃化温度显著高于纯PS,耐热性明显改善.     

多面体低聚倍半硅氧烷研究的最新进展

多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）是目前研究相当活跃的一类有机—无机杂化结构的纳米粒子。通过官能化POSS直接聚合或利用化学反应将POSS结合到聚合物中以及作为纳米添加剂与其他材料共混,可制备多种多样的聚合物/POSS纳米复合材料。POSS的引入能有效降低材料的介电常数,改善材料的热性能、机械性能、耐火性、防水防油性、加工性能、牢固度和透明度等;因此,POSS被认为是一种优良的纳米构筑材料。本文对POSS研究的近况进行了简要概述。     

POSS/PA66纳米复合纤维的制备及性能研究

以间氯过氧苯甲酸与八乙烯基笼形倍半硅氧烷（POSS）反应制得的八乙烯基POSS环氧化产物为原料,采用熔融纺丝工艺制备POSS/PA66纳米复合纤维,借助FTIR、TG、FE-SEM和DSC测试方法对八乙烯基POSS环氧化产物和POSS/PA66纳米复合纤维进行表征。结果表明：将间氯过氧苯甲酸与八乙烯基POSS进行反应,可以使部分乙烯基团发生环氧化反应,生成的八乙烯基POSS环氧化产物具有良好的耐热性能。采用熔融纺丝工艺制备的POSS/PA66纳米复合纤维,POSS均匀分散在复合纤维中,纤维的热性能如熔融温度和起始分解温度都有所提高,同时纤维的力学性能也得到改善。     

POSS/丙烯酸树脂(PAA)的合成及固化机械性能

采用N,N-二甲基苯胺为催化剂,笼型倍半硅氧烷环氧树脂和丙烯酸为原料,合成了POSS/丙烯酸树脂,讨论了反应温度以及催化剂的用量对丙烯酸转化率的影响,得到了合成POSS/丙烯酸树脂的较佳条件,利用FTIR和热重分析(TG)对POSS/丙烯酸树脂的结构及热性能进行了表征,并对其固化机械性能进行了初步的研究。     

PA12/POSS/CNT复合材料阻燃及力学性能的研究

以笼型聚倍半硅氧烷/碳纳米管(POSS/CNT)为改性材料、尼龙12(PA12)为基体,制备了PA12/POSS/CNT复合材料,研究了POSS/CNT的用量对PA12/POSS/CNT复合材料阻燃及力学性能的影响。结果表明,POSS/CNT可降低PA12/POSS/CNT复合材料燃烧后膨胀率,PA12/POSS/CNT复合材料的阻燃性能得到明显的改善。在POSS/CNT用量为12%时,材料的极限氧指数值(LOI)为31.8%,较纯PA12提高了42.6%;垂直燃烧等级达到V-0级,产物自熄,烟密度等级仅为57。加入POSS/CNT有效改善了PA12/POSS/CNT复合材料的拉伸性能,并提高了PA12/POSS/CNT复合材料的热导率。     

POSS/聚合物复合材料的研究进展

介绍了POSS/聚合物复合材料的基本特性,以及常见的几种制备方法 (物理共混法和化学共聚法),指出了POSS/聚合物复合材料相对于常规纳米高分子复合材料在性能上的差异。对POSS/聚合物复合材料在发展过程中存在的一些问题进行了分析并展望了发展趋势。     

笼形倍半硅氧烷/硅橡胶复合材料的性能研究

以加成型液体硅橡胶(LSiR)和笼形倍半硅氧烷(POSS)为原料制备POSS/LSiR复合材料,并对其耐热性能和微观结构进行研究。结果表明:POSS分子与LSiR发生加成反应;POSS用量为10和15份的POSS/LSiR复合材料耐热性能和抗烧蚀性能提高。     

纳米ZnO、Vinyl–POSS改性环氧树脂的抗紫外和增韧性能

将纳米氧化锌(ZnO)、八乙烯基八硅倍半氧烷(Vinyl–POSS)作为添加材料对环氧树脂(EP)进行改性,提高其抗紫外能力和力学强度。讨论了纳米ZnO和Vinyl–POSS对EP复合材料性能的影响,使用紫外可见分光光度计(UV–vis)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、热重分析(TGA)和四点弯曲测试等对其进行表征。结果表明:当m(纳米ZnO):m(EP)=2.0%时,EP复合材料的紫外吸收效果最佳;当m(Vinyl–POSS):m(EP)=1.0%时,EP复合材料的弯曲强度和冲击强度分别提升了26.8%和32.2%;加入热稳定性相对较弱的Vinyl–POSS对EP复合材料进行改善力学性能的同时,并未对其整体的热稳定性造成影响。     

ZnS/PAA纳米复合材料的制备及发光性能研究

以氯化锌、硫化钠及丙烯酸(AA)为原料,偶氮二异丁氰(AIBN)为引发剂,采用原位一步法合成制备ZnS/PAA纳米复合材料。利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(IR)、紫外-可见光谱仪(UV-Vis)、荧光光谱(PL)研究了ZnS/PAA的结构、形貌组成,并研究了反应时间、反应温度及有机单体用量对目标产物发光性能的影响。结果表明,反应温度、反应时间以及单体的量都对ZnS/PAA纳米复合材料的发光性能有影响。合成ZnS/PAA的最佳试验条件:单体AA的体积用量4mL,反应温度50℃,反应时间4h,此时ZnS/PAA纳米复合材料有最优的发光性能。     

环氧基POSS/PAMAM杂合材料的制备及性能研究

以3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷(EPTMS)为原料,合成得到了八官能团缩水甘油醚-多面体低聚倍半硅氧烷(简称POSS-EP)。采用4代树型端氨基聚酰胺-胺(PAMAM)作为POSS-EP和双酚A型环氧树脂(DGEBA)共混物的固化剂,制备了5个环氧基POSS/PAMAM杂化材料。通过动态差示扫描量热仪(DSC),研究了环氧和PAMAM的固化反应动力学。通过DSC、热重分析(TGA)、拉力和冲击测试,对环氧基POSS/PAMAM杂化材料的热性能和力学性能进行了研究。结果表明,该环氧基POSS/PAMAM杂化材料具有优良的热性能和力学性能。     

超支化聚合物接枝纳米TiO_2/环氧树脂复合材料的制备与表征

利用偶联剂KH-550和超支化聚(胺-酯)(HBP)对纳米TiO2进行改性,并制备了纳米TiO2/环氧树脂(EP)复合材料。对复合材料的结构、力学性能、加工性能以及热性能进行了研究。研究结果表明,HBP接枝改性纳米TiO2(TiO2-g-HBP)的引入可明显提高复合材料的力学性能、热性能及加工性能;当w(TiO2-g-HBP)=1%时,复合材料的力学性能最好,其冲击强度和弯曲强度比纯EP分别提高了135.51%和22.98%;扫描电镜(SEM)结果显示,TiO2-g-HBP/EP复合材料由脆性断裂转变为韧性断裂。     

采用TGA/FT-IR分析聚碳酸酯复合材料的热降解行为

聚碳酸酯(PC)是一类重要的无定型工程塑料,它具有优异的力学性能和化学性能,是目前用量最大的工程塑料。PC本身已经具有一定的阻燃性,阻燃剂聚有机倍半硅氧烷(POSS)不能有效改善PC的阻燃性,再加入全氟丁基磺酸钾(PPFBS)协同阻燃,可以得到更高效的阻燃PC材料。本文采用了热红联用(TGA/FT-IR)的方法,研究了PC/POSS以及PC/PPFBS/POSS复合材料的阻燃机理。     

纳米改性碳／碳复合材料的热-氧化性能研究

本研究的目的是开发一种在中等温度范围(371～649℃)内,抗氧化性能得到增强的碳/碳(C/C)复合材料。通过在C/C复合材料(CCC)固化前引入纳米相,通过阻止复合材料氧化过程,以维持并提高材料的机械强度。三种树脂系统:Lonza公司的低、中性粘度氰酸酯(CE),型号为PT-15和PT-30,以及Hitco 公司的酚醛,型号围为134A;同时利用三种类型的纳米颗粒:化学改性蒙脱石(MMT)有机金属粘土、多面体低聚氧化硅(POSS),纳米碳纤维得到CCC。利用广角X射线衍射装置(WAXD)和透射电子显微镜(TEM) 来确定分散度。对碳化及致密化分别制备了具有六种不同纳米结构体系的CCC,对这六种材料及一种基本 Hitco CC139分别在371℃和649℃的氮气中进行了24h的热老化处理。然后将这些材料置于加热的空气中达8h,用来模拟热-氧化的情形。最后测定了这些C/C纳米复合材料的力学性能如:抗拉强度和模量、泊松比和层间剪切强度等,并与基本的CCC做了比较。     

聚己内酯/酯化淀粉/纳米碳酸钙复合材料的制备及性能

以玉米淀粉(ST)和马来酸酐为原料,采用干法改性方法制备了酯化淀粉(EST),将EST与聚己内酯(PCL)、纳米碳酸钙通过密炼机混炼制备可降解PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料。利用红外光谱仪、扫描电子显微镜、广角X射线衍射仪和热重-差示扫描量热同步热分析仪研究了PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料的微观形态、力学性能、结晶以及热性能。结果表明,随着纳米碳酸钙含量的增加,PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料的拉伸强度先升高后降低,当纳米碳酸钙含量为6份(质量份数,下同)时材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,与未添加纳米碳酸钙的复合材料相比分别提高了49.8%和34.8%;与PCL/ST/纳米碳酸钙复合材料相比,PCL/EST/纳米碳酸钙复合材料中淀粉颗粒尺寸减小,复合材料的熔点和结晶度有所提高,拉伸强度和熔体流动速率增加,热分解温度下降。