接枝法制备聚苯乙烯/笼型倍半硅氧烷复合材料

以工业级的3-氯丙基三氯硅烷和七聚(苯基)倍半硅氧烷三硅醇钠为原料,通过顶端封角法合成了含有一个3-氯丙基、七个苯基的单官能团POSS(3-氯丙基POSS),并以其作为聚苯乙烯的添加剂,采用化学接枝的方法制备POSS/PS复合材料.利用傅立叶转变红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR、29Si-NMR)和X-射...     

功能性POSS制备的研究进展

作为一种特殊结构的有机/无机杂化纳米材料,笼形多面低聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes, POSS)具有优异的理化性能。本文对POSS的发展历程、分子结构特性进行总结,并重点对聚合物改性中常用的六面体功能性POSS的合成方法展开综述,包括硅烷水解法、官能团转化衍生法及"顶角-戴帽"法。所涉及的功能性POSS种类有:甲基丙烯酰氧丙基POSS、乙烯基POSS、氨基POSS、环氧基POSS、羟基POSS及部分单官能化POSS。最后归纳出合成方法的影响因素,并将国内对功能性POSS的研究进行展望:未来的研究工作可注重对合成机理的进一步明确以及对现有工艺稳定性的改善,从而在提高产率的基础上降低成本,为工业化生产提供技术支持;同时可精确设计功能性基团的引入,合成更多新官能化POSS。     

新型苯并环丁烯官能化POSS及其衍生聚合物的制备与表征

基于笼型倍半硅氧烷(POSS)的有机-无机杂化纳米复合低介电材料由于具有良好的综合性能,在微电子封装中存在潜在应用。然而目前基于POSS的可聚合单元通常含有髙极性基团,对材料低介电性能造成了不利影响。基于苯并环丁烯(BCB)基团在高性能低介电材料中的独特优势,利用POSS的Heck反应,在POSS上引入BCB官能团,进而制备形成衍生聚合物。核磁氢谱表明成功实现了POSS的BCB官能化,取代率达到约50%。差示热量测试表明BCBPOSS通过[~(2+)4]环加成实现了交联聚合。热重测试表明BCB-POSS交联树脂具有优异的热稳定性能。扫描探针显微镜结果表明BCB-POSS交联树脂薄膜表面光洁性较好,满足微电子应用的基本要求。     

POSS/聚合物纳米复合材料的制备及其在光电材料中的应用

多面体低聚硅倍半氧烷(POSS)是一种新型有机-无机纳米材料。由于其具有优异的光学、电学、力学和热稳定性能,利用具有笼状结构的POSS带有的一个或多个具有反应活性的官能团进行聚合、接枝、表面改性等将POSS引入聚合物分子链段,制备有机/无机纳米复合材料,可以明显改善聚合物的光、电、热等性能。综述了POSS/聚合物纳米复合材料的制备及其在光电材料中的研究进展。     

季铵盐修饰有机硅改性聚氨酯的制备与杀菌性能

以制备环境友好型海洋防污涂料为目标,利用自制的双羟基封端剂、2,4,6-三(3-氯丙基)-2,4,6-三甲基-环三硅氧烷和八甲基环四硅氧烷(D4),通过开环共聚得到含氯丙基双羟基封端聚硅氧烷,然后经季铵化反应在聚硅氧烷链上引入具有杀菌性的季铵盐基团,最后通过活性基团羟基与异氰酸酯反应合成聚氨酯材料并进一步对聚氨酯的表面性能与抗菌性能进行了表征。结果表明:季铵盐含量为20%时,聚氨酯不仅具有低表面能特性,而且对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的杀菌率都能到达90%以上,而且有机硅分子量相近时,季铵盐含量越高,杀菌性越好,但疏水性越差。     

笼型倍半硅氧烷纳米杂化材料的研究进展

介绍了笼型倍半硅氧烷(POSS)作为一种新型的有机一无机杂化材料,在近10年的研究中引起了极大关注.阐述了POSS单体的结构特点及官能化POSS的合成,并指出了POSS聚合物在催化剂、发光材料、介电材料等领域内的应用前景.     

种子乳液法制备OVPOSS/PS复合材料及其热性能

以工业级的乙烯基三甲氧基硅烷为原料,通过硅烷水解法合成出低成本的八乙烯基笼形倍半硅氧烷(OVPOSS),并采用种子乳液聚合法成功地制备了OVPOSS/聚苯乙烯(PS)复合材料。采用傅立叶转变红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)和X射线衍射(XRD)等对OVPOSS和OVPOSS/PS复合材料的化学组成和结构进行了表征。透射电镜(TEM)观察到OVPOSS/PS复合粒子微球粒径约为300nm,而且POSS分子在聚苯乙烯基体中分散性较好。此外,差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析(TGA)测试结果表明,由于POSS的引入,形成的交联网络结构的OVPOSS/PS复合材料的初始分解温度比纯PS的提高了40℃、玻璃化转变温度提高14℃。     

笼型倍半硅氧烷-聚乳酸星型聚合物的制备及表征

以缩水甘油、氨丙基三乙氧基硅烷为原料合成了多羟基笼状倍半硅氧烷(POSS-AH),并在微波辐射条件下以POSS-AH上的羟基引发左旋丙交酯(L-LA)开环聚合,在无机POSS核表面引入有机左旋聚乳酸(PLLA)链段。利用正交试验确定最佳反应条件为微波反应功率45w,反应时间45min,反应温度120℃,催化剂含量1.5wt%。在该反应条件下,通过控制POSS-AH与丙交酯的投料比可以控制接枝聚乳酸链段的长度,采用核磁氢谱对接枝前后笼状倍半硅氧烷的组成进行了表征。在此基础上通过偏光显微镜对POSS-PLLA的结晶形态进行观察,结果表明该杂化材料与PLLA共混后,在140℃等温结晶能够形成环带球晶。     

聚合物／POSS纳米复合材料热性能增强机理研究进展

笼型倍半硅氧烷(POSS)是由Si-O-Si键组成的无机核、顶点处连接有机取代基团的大小0.5nm~3 nm结构规整的新型纳米分子,具有高的热稳定性。文中就聚合物/POSS纳米复合材料热性能的影响因素进行综述,讨论了各种热性能增强机理的研究进展。     

富勒烯/碳纳米管杂化材料的制备及表征

本文通过一种简易的化学方法成功制备了富勒烯/碳纳米管杂化材料。首先采用强酸氧化处理多壁碳纳米管使其表面产生羟基和羧基等官能基团,再将氧化处理后的碳纳米管与六亚甲基二异氰酸酯反应,通过羟基和羧基基团与异氰酸根的反应对多壁碳纳米管进行修饰,最后利用富勒醇表面的羟基与碳纳米管表面异氰酸之间的反应制备出富勒烯/碳纳米管杂化材料。产品采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)和热重分析(TGA)等手段进行了分析和表征。结果表明,成功实现了富勒烯与碳纳米管的化学组装。     

二步法合成乙烯基八聚笼型倍半硅氧烷

采用正硅酸乙酯和四甲基氢氧化铵为原材料,合成了八聚四甲基铵基笼型倍半硅氧烷;采用二甲基乙烯基氯硅烷对其进行乙烯基取代,得到含乙烯基的八聚笼型倍半硅氧烷。采用核磁共振硅谱29Si-NMR、红外光谱IR和凝胶渗透色谱GPC对其结构进行了分析。     

共价功能化POSS/PDMS防腐复合涂层的研究

首先采用硅烷偶联剂通过水解缩合反应方法合成氨基功能化倍半硅氧烷(POSS-NH₂),利用其表面氨基通过表面接枝聚合方法在倍半硅氧烷表面接枝磺化聚苯胺以实现其共价功能化,将磺化聚苯胺功能化倍半硅氧烷和聚二甲基硅氧烷通过溶液共混,利用滴涂法在Q235钢材表面制备出疏水防腐涂层。通过核磁共振(NMR)和傅里叶转换红外光谱(FT-IR)对氨基功能化倍半硅氧烷和磺化聚苯胺功能化倍半硅氧烷的结构进行表征分析;利用光电子能谱(XPS)分析磺化聚苯胺功能化倍半硅氧烷的化学组成和元素含量比例;利用扫描电子显微镜(SEM)表征磺化聚苯胺功能化倍半硅氧烷的微观形貌,观察到表面形貌较规整、呈颗粒状、纤维较粗的结构;采用静态接触角测试分析了四种涂层的疏水性,制备出的共价功能化POSS/PDMS防腐复合涂层疏水性最佳,接触角达到115°;采用EIS电化学阻抗谱和Tafel极化曲线测试表征了四种涂层的耐腐蚀性能,结果表明:共价功能化POSS/PDMS防腐复合涂层的腐蚀电位更大,腐蚀电流密度较小,由此表明所制备的材料具有优异的防腐性能。并且发现涂层的接触角越大,防腐性能越好。     

TriSilanolPhenyl POSS–polyimide nanocomposites: Structure–properties relationship

Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane (POSS)–polyimide (PI) thin films were synthesized from pre-mixed solution of oxydianiline–pyromellitic dianhydryde (ODA–PMDA) and TriSilanolPhenyl (TSP) POSS. POSS–PI polymerization reaction kinetics was studied using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy. The POSS–PI films were then investigated by tensile tests, followed by surface morphology examination using Atomic Force Microscopy (AFM) and Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM). An interdisciplinary approach was applied for establishing a relation between POSS–PI composites chemical microstructure properties and failure mechanisms. Inter molecular POSS–POSS interaction by either phase separation, or chemical POSS–POSS condensation reaction were observed as key factors, affecting the nanocomposite mechanical properties via formation of aggregates. The amount and density of these aggregates were shown to be composition dependent. A model based on formation and coalescence of voids during tensile tests was suggested for understanding the effect of the POSS content on the POSS–PI mechanical response.     

Morphological and physicochemical properties of spin-coated poly(3-octylthiophene)/polystyrene composite thin films

Poly(3-octylthiophene) (P3OT) was synthesized by direct oxidation of 3-octylthiophene with FeCl₃ as oxidant. Molecular weight of P3OT polymer was measured by size exclusion chromatography. Homogeneous poly(3-octylthiophene) (P3OT) and polystyrene (PS) composite films have been synthesized by spin-coating technique from toluene with different polymer concentrations. The doped films were obtained by immersion for 30 s in a 0.3 M ferric chloride (FeCl₃) solution in nitromethane. A classical percolation phenomenon was observed in the electrical properties of these blends, it was smaller than 5% of P3OT in the blend. Surface topographical changes were studied by atomic force microscopy (AFM). AFM images of the composite films revealed surface morphology variation as a function of different P3OT concentration in PS, phase segregation was observed, and PS is shown to segregate to the surface of the films. The higher PS solubility, in comparison with the P3OT solubility, in toluene resulted in PS/P3OT bilayers. The films exhibited pit and island like topography, the pit size changed with the polymer concentration. Optical absorption properties of the polymeric films were analyzed in pristine and doped state. In doped state, the bipolaronic bands at 0.5 and 1.6 eV are shown in a 4% conductive polymer in the PS/P3OT film. Finally thermogravimetric analysis was also made on the simple and composite polymers.     

多面体倍半硅氧烷（POSS）/聚苯乙烯复合材料热性能

通过自由基本体聚合制备了4-(2-二茂铁基乙烯基)-苯基-七环戊基多面体倍半硅氧烷（POSS1）/聚苯乙烯、 丙烯酰基异丁基POSS（POSS2）/聚苯乙烯以及胺丙基环戊基POSS（POSS3）/聚苯乙烯复合材料。采用XRD和TEM研究了POSS在聚苯乙烯基体中的分散性。结果表明, 部分POSS1以纳米线形态存在于聚苯乙烯基体中, POSS2与苯乙烯共聚以分子级分散于聚苯乙烯基体中, 而POSS3以聚集态晶体存在于聚苯乙烯基体中。热失重分析表明, 3种POSS/聚苯乙烯复合材料的热稳定性均增加, 其中POSS1/聚苯乙烯复合材料的热稳定性最好。与纯聚苯乙烯比较, POSS1/聚苯乙烯和POSS2/聚苯乙烯复合材料的玻璃化转变温度分别提高了约10℃和8℃。      

乳液聚合制备POSS/PVAc复合材料及其热性能

以1,3,5,7,9,11,13-苯基-15-乙烯基笼型倍半硅氧烷（乙烯基POSS）与醋酸乙烯酯（VAc）为原料,采用半连续乳液聚合法制备了POSS/PVAc复合材料。采用傅立叶转变红外光谱（FT-IR）、核磁共振（1H-NMR）等表征POSS/PVAc复合材料的结构和组成,利用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）...     

多面齐聚倍半硅氧烷的合成及其改性复合材料的应用

由于独特的纳米尺寸、空间立体结构和易于化学改性的特性,多面齐聚倍半硅氧烷(POSS)得到了极大关注。同时,具有有机和无机材料的特性使POSS复合材料得到了快速的发展,特别是在生物医学、催化剂、光学材料和介电材料等领域。主要总结了POSS单体的合成手段和在改性复合物材料中的应用,并指出POSS及其改性复合材料的发展趋势。     

硅氧烷齐聚物颗粒增强Sn-Ag基复合钎料的熔化特性

具有纳米结构的有机-无机笼型硅氧烷齐聚物（POSS）作为强化相的POSS/Sn-3.5Ag复合钎料可有效地改善基体钎料钎焊接头的力学可靠性。在前期试验的基础上,采用差热分析试验的方法分析了POSS 质量分数为3%的POSS/Sn-Ag复合钎料中POSS颗粒的熔化特性。结果表明,3% POSS/Sn-Ag复合钎料的熔化温度与Sn-3.5Ag共晶钎料相近,POSS颗粒的加入对其熔化温度影响不大,说明复合钎料在熔化特性上可以满足工艺性能的要求。此外,差热分析计算表明,3% POSS/Sn-Ag复合钎料在冷却过程中具有更高的表观活化能值,说明POSS强化相可能主要存在于Sn晶粒的晶界处。     

纳米尺度PS/Ag核壳结构复合球的制备与表征

采用分步法制备了聚苯乙烯/银(PS/Ag)核壳结构复合纳米球。首先采用无皂乳液聚合法并利用丙烯酸(AA)的羧基对制备的PS球进行改性,使其表面带负电荷;然后通过静电吸附作用在改性PS球的表面沉积[Ag(NH3)2]+,水浴(80℃)环境中利用十二烷基磺酸钠(SDS)作为还原剂将PS球表面的[Ag(NH3)2]+还原,制备出PS/Ag核壳结构复合球。通过动态激光粒度分析仪和透射电子显微镜对PS/Ag核壳纳米球的粒度分布、形貌和结构进行了表征,研究了AA的用量对复合球粒径及包覆的Ag壳厚度的影响。结果表明,随着AA用量的增大,所包覆的银层更加致密,厚度增大,当AA用量为15%时可得到Ag完全包覆的PS/Ag复合纳米球。