聚苯基硅倍半氧烷的合成方法

采用三氯化铝(AlCl3)作为助反应物,通过苯基三氯硅烷(PhSiCl3)的水解和缩聚,在80℃合成了球形聚苯基硅倍半氧烷(PPSQ)。研究表明,AlCl3水溶液是球形聚苯基硅倍半氧烷(PPSQ)形成的重要因素,当n(PhSiCl3)/n(AlCl3)=6(物质的量比),在适当浓度的四甲基氢氧化铵甲醇溶液催化下进行反应,得到的PPSQ产率高,热稳定性好。通过红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、热失重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)及29Si核磁和扫描电镜(SEM)等方法对PPSQ进行了结构分析,表明合成的PPSQ没有羟基,分子链规整度较高,热稳定性好,高温残炭率高,硅质量分数为21.86%。     

环梯形聚苯基硅倍半氧烷的硝化研究

为了提高环梯形聚苯基硅倍半氧烷(Cyclic Ladder Polyphenylsilsesquioxane,CL-PPSQ)在聚合物中的相容性,使用多种硝化试剂,包括发烟硝酸、HNO_3-H_2SO_4、KNO_3-H_2SO_4、HNO_3-KNO_3、CH_3COOH-KNO_3、(CH_3CO)_2O-HNO_3,在不同的条件下对其进行硝化,制备得到含硝基基团的NO_2-PPSQ。使用FTIR、元素分析、GPC、TGA、~1 H NMR等对硝化产物进行表征。结果表明:发烟硝酸、HNO_3-H_2SO_4、KNO_3-H_2SO_4对CL-PPSQ的硝化能力最强,产物中硝基数目最多,但产物分子量降低,硅氧烷链段发生断裂;而HNO_3-KNO_3和CH_3COOH-KNO_3对CL-PPSQ没有硝化能力;(CH_3CO)_2O-HNO_3硝化过程温和,硝化能力适中,制备得到分子链不断裂的硝化产物。对不同硝化试剂的硝化机理进行了分析,在发烟硝酸、HNO_3-H_2SO_4、KNO_3-H_2SO_4体系中,NO_2~+为硝化活化剂;对于(CH_3CO)_2O-HNO_3体系,CH_3COONO_2为主要的硝化活化剂。     

多面体低聚八硝基苯基硅倍半氧烷的制备和表征

以多面体低聚八苯基硅倍半氧烷(OPS)和发烟硝酸为原料,控制硝化温度为12℃~15℃,系统研究了硝酸质量分数和硝化时间对硝基苯基硅倍半氧烷(NPS)硝化度的影响。利用元素分析、红外、核磁和凝胶渗透色谱对八硝基苯基硅倍半氧烷(ONPS)的化学结构进行了表征。结果表明,控制硝化时间为20 h,随初始硝酸质量分数的降低,对OPS的硝化能力逐渐减弱,当初始硝酸质量分数为90.06%,硝化时间为20 h时,可制得八硝基苯基硅倍半氧烷,其硝化位置发生在间位和对位,比例约为33.2%和66.8%;在90.06%的初始硝酸质量分数,随硝化时间的延长,硝化度会有所增加,但硝化度不会超过8。     

苯基乙烯基低聚硅倍半氧烷的合成及乙烯基酯树脂复合物的性能

以苯基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为原料,制备了苯基乙烯基低聚硅倍半氧烷(MPOSS),采用¹H-NMR,¹³C-NMR,²⁹Si-NMR和MALDI-TOF-MS证明MPOSS段主体为完整的T10和T12笼型结构。将MPOSS用于乙烯基酯树脂(VER)制备了VER/MPOSS复合物,热重分析、差示扫描量热分析和力学性能测试表明,VER/MPOSS复合物的热稳定性和玻璃化转变温度随MPOSS比例增加而升高;相对于纯VER,添加20%的MPOSS后复合物的弯曲强度、弯曲模量和断裂力分别提高了203%,365%和200%,力学性能显著提升。极限氧指数、锥形量热、热重-红外等阻燃性能与机理研究表明,MPOSS促进了致密炭层的形成,阻止了有机挥发性产物的释放,降低了VER的热释放、烟释放和有毒气体释放量,增强了VER/MPOSS复合物的阻燃性能。综合认为,MPOSS同时提高了乙烯基酯树脂的力学性能、阻燃性能和综合性能。     

聚硅倍半氧烷改性聚合物表面自清洁性能研究进展

从表面自清洁的理论基础入手,分析POSS改性聚合物的特点,综述了POSS改性聚合物表面自清洁功能的最新进展.展望POSS改性聚合物在表面自清洁材料中的应用前景.     

八氨苯基低聚硅倍半氧烷改性环氧树脂的力学和阻燃性能

八氨苯基低聚硅倍半氧烷(OAPS)用于改性环氧树脂,以提高固化树脂的玻璃化转变温度(T_g)、力学性能和阻燃性。用差示扫描量热法(DSC)研究了固化动力学,结果表明,OAPS具有与固化剂异佛尔酮二胺相似的固化行为。DSC和傅里叶变换红外光谱测试表明,OAPS通过化学键交联到了网络结构中,从而改善环氧树脂复合材料的性能。通过对复合材料的力学性能分析发现,其拉伸强度提升了104%。动态力学热分析表明,复合材料的T_g提高。热重分析显示,OAPS提升了复合材料的热稳定性。锥形量热分析表明,复合材料的热释放速率峰值下降,点火时间明显延长。垂直燃烧(UL-94)测试证明,熔融滴落现象显著改善。因此,OAPS能够改善环氧树脂的力学性能、热稳定性和阻燃性。     

多官能度氨基苯基笼形硅倍半氧烷的合成表征及在聚碳酸酯中的应用

从合成八苯基硅倍半氧烷(OPS)出发,通过控制硝化条件制备了不同多官能度硝基苯基硅倍半氧烷(NPS),然后对NPS催化还原得到相应的多官能度氨基苯基硅倍半氧烷(APS).利用红外、核磁、元素分析、热失重对多面体低聚硅倍半氧烷(POSS)化学结构和热性能进行了表征.元素分析发现OPS硝化时间越长,硝基越多,但是不是正比关...     

聚硅倍半氧烷改性光固化硅橡胶绝热耐烧蚀材料

以"巯基-双键"交联体系为基础,室温光固化制备了硅橡胶绝热材料,并研究了新型耐烧蚀填料八苯基硅倍半氧烷(OPS)和八乙烯基硅倍半氧烷(OVP)对硅橡胶性能的影响.采用热重分析、力学测试、氧乙炔烧蚀、极限氧指数、锥形量热和扫描电镜对制备的硅橡胶进行了分析.结果表明,OPS和OVP都可以提高硅橡胶的热稳定性和耐烧蚀性,但对...     

聚碳酸酯与硅倍半氧烷复合物气相热裂解和凝聚相产物对比

采用实验室自制的笼型八苯基硅倍半氧烷(OPS)和一种新型阻燃剂含磷笼型低聚硅倍半氧烷(DOPO-POSS),通过双螺杆挤出机加工的方式与聚碳酸酯(PC)共混制得质量分数4%DOPO-POSS和6%OPS的阻燃复合物。利用裂解-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)对复合物的裂解产物进行了分析;通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜-X射线能谱仪(SEM-EDS)分别对残炭的凝聚相结构与元素组分进行分析。Py-GC/MS分析结果表明,总的质谱图显示PC/DOPO-POSS和PC/OPS复合物在热解过程中释放出大量小分子气体产物,有效地促进了炭层的膨胀;OPS在气相裂解中释放出大量的苯和气态Si O2,并有少量CO2气体释放;DOPO-POSS裂解过程中释放出多种小分子气体,其中DOPO含量最高,达到26%。FT-IR对凝聚相炭层结构测试表明,PC/OPS和PC/DOPO-POSS复合物的内部炭层结构相似,由无机炭结构组成;在外部炭层结构中,PC/OPS复合物含有大量-O-Si-O-结构,并伴随有少量的芳香烃炭结构和Si-C结构;PC/DOPO-POSS复合物主要由-P(=O)-O-Si-结构和少量Si-O结构组成。SEM-EDS测试结果表明,PC/DOPO-POSS复合物炭层成分中C元素含量最高,O元素含量次之,Si和P元素含量最少;PC/OPS复合物炭层成分中,Si和O元素含量最大,占到92.5%,C元素含量最低。     

多面体低聚硅倍半氧烷改性聚乳酸的研究

PLA（聚乳酸）是一种完全可生物降解的新型高分子材料,但其热学、力学等性能并不理想。针对这一问题．本文通过对用于聚乳酸改性的POSS的特性进行分析。以及将PLA改性前后性能的改变直观的体现出来,使之对以后的研究具有借鉴作用。     

硅系化合物阻燃聚碳酸酯及其阻燃机理

论述了含硅化合物(各类聚硅氧烷)阻燃PC(仅限于添加型)的特点、配方及性能,并详细讨论了硅化合物阻燃PC的机理。含硅阻燃PC的阻燃性、加工性及力学性能均佳,尤其是以冲击强度优异而著称。另外,此类PC生烟性及有毒气体生成量低,可机械回收,与环境兼容,唯售价较昂。聚硅氧烷系在凝聚相阻燃,交联成炭,且阻燃组分能在PC表面富集。含硅PC在高温下的异构化及Fries重排能有效促进PC的交联成炭阻燃。     

无卤固态芳香族磷酸酯阻燃的聚碳酸酯

将无卤固态芳香族磷酸酯(SDP)用于阻燃聚碳酸酯(PC),研究了其对PC阻燃性能、力学性能、热分解行为及灼烧残炭的影响。实验结果表明,SDP对PC有较高的阻燃效率,添加量为6%时,可使PC达UL94V-0级(1.6 mm),LOI近35%。此外,SDP能提高PC的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量、弯曲模量及添加量小于4%的断裂伸长率。热失重-红外联用(TG-IR)数据表明,SDP可提前并加速PC的交联成炭,但不能提高PC的成炭率。     

微胶囊红磷阻燃木塑复合材料的性能研究

目的制备微胶囊红磷阻燃木塑复合材料,研究微胶囊红磷添加量对其力学性能、耐热性能和阻燃性能的影响,并扩大其应用范围。方法以微胶囊红磷为阻燃剂,将其添加到低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和木粉三元复合体系中,采用二次挤出造粒和注射成型法制备阻燃试样。研究材料的力学性能、耐热性能、应力破坏行为,确定材料的阻燃级别。结果与未添加微胶囊红磷的木塑材料相比,当微胶囊红磷添加量(质量分数)达到10%时,材料的冲击强度由17.4 kJ/m2提高到19.0 kJ/m2,抗拉强度由19.53 MPa提高到21.7 MPa,断裂伸长率提高了58.7%,初始分解温度提高了73.17℃,阻燃达到V-0级,氧指数达到28.7%。结论随着微胶囊红磷含量的增加,木塑复合材料的冲击强度、抗拉强度和断裂伸长率变大,初始分解温度提高,阻燃耐热性能变好;材料阻燃剂的添加量低,综合性能优良,在包装、建筑、家具等领域具有广泛应用前景。     

膨胀型阻燃涂料对木材的阻燃性能

以脲醛树脂(UF)和硅丙乳液(SEA)树脂分别为基料,三聚氰胺磷酸盐(MP)-三聚氰胺(MEL)-季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,制备膨胀型阻燃涂料。通过极限氧指数、热重分析、锥形量热、扫描电镜对涂料阻燃性能表征分析证明,与SEA相比,UF分解温度较低,残炭量提高了11.53%;与硅丙乳液基三聚氰胺磷酸盐涂料(SEA/MP)木材阻燃涂料相比,脲醛树脂基三聚氰胺磷酸盐涂料(UF/MP/MEL/PER)木材阻燃涂料具有良好的阻燃性能、热稳定性和抑烟性能,残炭量提高了5.05%,总放热量降低了17.0%,总烟气生成量降低了39.3%,在木材表面形成的炭层更加完整。     

反应型膦酸酯阻燃剂的合成及在聚氨酯阻燃中的应用

基于磷-氢键与羰基加成反应采用"一锅法"合成3种含羟基的反应型磷系阻燃剂:2-(5,5-二甲基-2-氧代-1,3,2-二氧杂磷杂环己基)-2-丙醇(DMTO)、2-(5,5-二甲基-2-氧代-1,3,2-二氧杂磷杂环己基)-2-苯乙醇(RLGL)和2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂[5.5]十一烷-3,9-二氧-3,9-二异丙醇(DPDM)。以红外光谱、核磁共振、质谱及热重分析对其进行表征,进一步将DMTO,RLGL和DPDM以不同添加量对聚氨酯(PU)进行阻燃改性,研究化合物的构效关系。结果表明,3种阻燃剂对PU皆具有明显的促进成炭作用,随添加量的增加,极限氧指数(LOI)增长显著,其中PU-DMTO 10%的LOI值可达26%,使用量为5%时,阻燃PU的UL-94等级都可达V-0级。扫描电镜测试结果表明,其燃烧后残炭表面呈致密炭层,具有凝聚相阻燃特征。     

阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的性能

采用原位插层复合法,制备了包含十溴二苯醚和蒙脱土的阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料。通过XRD、SEM和TEM等手段表征阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的微观结构。通过拉伸、冲击和氧指数实验对阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的力学性能、阻燃性能进行研究。结果表明,当蒙脱土的含量为0.6%时,阻燃剂/不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的氧指数与阻燃剂/不饱和聚酯复合材料相比从24.1上升到25.4,冲击强度和拉伸强度分别提高82.66%和31.05%。燃烧残余物数码照片和扫描电镜照片显示蒙脱土促进了炭层形成。     

含水Mg(OH)_2/聚苯乙烯复合材料的制备和阻燃性能

以Mg(OH)_2粒子稳定的Pickering乳液液滴为模板,通过偶氮二异丁腈引发苯乙烯聚合,制备出含水Mg(OH)_2/聚苯乙烯复合材料。用扫描电子显微镜观测了复合材料的形貌,用氧指数仪测定了复合材料的氧指数。结果表明,Mg(OH)_2/聚苯乙烯复合材料中存在平均直径为155μm的孔洞,能够包裹一定质量的水。随着聚合温度的提高,复合材料的含水量下降。含水复合材料由于具有水和Mg(OH)_2的双重阻燃作用,氧指数显著高于Mg(OH)_2/聚苯乙烯复合材料,但力学性能有所下降。     

硼-氮阻燃剂与氢氧化镁协同阻燃环氧树脂

将硼-氮阻燃剂2,4,6-三(4-硼酸-2-噻吩)-1,3,5-三嗪(3TT-3BA)与Mg(OH)_2进行复配,然后将其添加到环氧树脂(EP)中,通过热重分析、锥形量热、极限氧指数、垂直燃烧等测试方法,研究了3TT-BA/Mg(OH)_2复配体系对EP的阻燃性能。研究发现,3TT-3BA与Mg(OH)_2具有协同阻燃作用,添加10%3TT-3BA/10%Mg(OH)_2到EP中,其极限氧指数达到了32.5%,垂直燃烧达到了UL94 V-0等级。同时,3TT-BA/Mg(OH)_2复配体系还能有效减小EP热释放速率、热释放总量和生烟总量。通过扫描电镜等手段探讨了3TT-BA/Mg(OH)_2复配体系的阻燃机理。     

无卤本质阻燃环氧树脂

本质阻燃高聚物阻燃效能持久,不存在挥发、溶出及迁移的问题,且可实现分子内协同阻燃效应,又为环境兼容,故近年日益崭露头角。文中论述无卤本质阻燃环氧树脂的一些制备方法及性能,且涉及的主要是分子中含DOPO侧基及含磷酸酯基的两类本质阻燃环氧树脂。     

CMSs/APP对PET阻燃性能的影响

结合阻燃剂复配技术,以碳微球(CMSs)与聚磷酸铵(APP)为添加材料,通过熔融共混法制备了CMSs/APP/PET复合材料。采用锥形量热仪(CONE)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)、扫描电镜(SEM)等对CMSs/APP/PET复合材料的阻燃性能进行了研究,并对CMSs与APP的配比及含量进行优化。结果表明,单独添加3%CMSs可使PET的LOI值提高到25.1%,释热速率峰值(PHRR)从513.22 kW/m²下降到382.51 kW/m²,但该复合材料不能通过UL-94的测试;单独添加3%APP仅可使PET的LOI值提高到21.9%,但其UL-94可达到V-0级。通过探讨不同配比的CMSs/APP对PET阻燃性能的研究发现,在CMSs/APP的添加量为2%,质量比为1∶2时,CMSs/APP/PET复合材料的阻燃效应最佳,其LOI值可达27.5%, PHRR值下降了45.4%,总产烟量(TSP)由14.4 m²下降到12.4 m²,残炭量由13.2%增加到17.3%,且UL-94可达到V-0级,可满足PET在不同燃烧方向的阻燃要求。