分子内杂化纳米结构体多面体低聚倍半硅氧烷研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)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。文中介绍了多面体低聚倍半硅氧烷单体的结构、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、卫生、电子等高科技领域内的应用前景。针对国内的研究现状,指出低聚倍半硅氧烷-聚合物杂化体系研究所存在的问题。     

笼型多面体低聚倍半硅氧烷研究进展

笼形多面体低聚倍半硅氧烷是近年来新兴的一类真正分子水平上的有机/无机杂化纳米材料.介绍了POSS的有机无机杂化的笼形结构和相应性能,总结了通过三官能的有机硅单体水解缩聚合成POSS及其衍生物的路线及存在的低产率、高成本问题,并概述了POSS基聚合物的性能、杂化结构和制备方法,指出了POSS在各领域的应用前景,并对POSS基材料的发展趋势和有待于进一步解决的问题进行了探讨.     

多面体低聚倍半硅氧烷杂化丙烯酸树脂的制备及性能

采用二次聚合工艺将七异丁基甲基丙烯酰氧丙基POSS(T₈^MA/7i-POSS)、八甲基丙烯酰氧丙基POSS(T₈^MA-POSS)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行自由基聚合反应,制备得到POSS/PMMA杂化材料。通过红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射等手段对聚合物的结构进行了表征,结果表明多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)分子成功被引入聚合物链段中;通过原子力显微镜、扫描电镜对杂化材料形貌进行分析,结果表明POSS的引入增加了杂化材料表面粗糙度,出现明显凹凸结构;通过热重分析、差示扫描量热分析对杂化材料热性能进行分析,结果表明当T₈^MA/7i-POSS添加量为20%、T₈^MA-POSS添加量为5%时,PMMA的玻璃化转变温度从91.73℃提高到129.58℃,表现出良好的热性能。     

多面体低聚倍半硅氧烷纳米杂化材料制备方法研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)作为一种新型的有机-无机纳米杂化材料,在现代材料科学中显示出潜在的使用价值.不同取代基的POSS具有不同的反应活性,因此制备POSS基纳米复合材料的方法层出不穷.综述了以物理共混法和化学合成法制备POSS基纳米复合材料的研究进展,并展望了今后POSS基纳米杂化材料的发展前景.     

多面体低聚倍半硅氧烷及其在聚合物中的应用进展

介绍了多面体低聚倍半硅氧烷的结构和性能,重点介绍了多面体低聚倍半硅氧烷的几种合成方法;在聚合物体系中的应用及对聚合物性能的提高,并对今后多面体低聚倍半硅氧烷的发展做了相关的阐述.     

苯基-低聚倍半硅氧烷和氨基-低聚倍半硅氧烷对左旋聚乳酸结晶行为及热稳定性的影响

以二氯甲烷为溶剂,将不同相对分子质量的左旋聚乳酸（PLLA）与笼型多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）进行溶液共混制备POSS/PLLA复合材料。并通过热台偏光显微镜（POM）、DSC、XRD和TGA对POSS/PLLA复合材料和PLLA的结晶形貌、结晶性能和热稳定性进行了表征。结果表明：POSS/PLLA复合材料的结晶温度升高到110℃左右,结晶能力提高;初始热分解温度和终止热分解温度均增大,最大热分解速率对应的温度在373~379℃之间,热稳定性提高。另外,当POSS含量较低时,成核作用占主导地位;而POSS含量较高时,POSS对PLLA分子链运动的阻碍作用逐渐增强。且POSS的阻碍作用对相对分子质量高的PLLA更明显。观察POSS/PLLA复合材料和PLLA的等温结晶形貌,可以看出明显的十字消光现象和环带球晶形貌,另外,球晶在降温过程中会产生裂纹,这与PLLA的脆性有关。     

双功能基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的合成与表征

以无水乙醇为溶剂,将乙烯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷在酸性条件下进行共水解共缩聚反应合成二乙烯基六甲基八聚笼型倍半硅氧烷。讨论了影响反应的各种因素,得出了该反应的最佳条件,在单体浓度为0.35 mol/L,催化剂浓度为0.4 mol/L,水与单体物质的量比为6时,于50℃反应40 h得到的产物有最高的产率。利用红外、核磁共振(1H-NMR、29S-i NMR)和X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征,结果证明,产物形成了完整的笼型结构,产物的结构式为[Si8O12(CH=CH2)2(CH3)6],XRD测试也表明产物具有较好的结晶性。     

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。     

笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料的制备及性能

采用溶液共混法制备了笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸(OCAPS/PLLA)杂化材料,研究了OCAPS对PLLA热性能和力学性能的影响.结果表明,PLLA与OCAPS之间形成了氢键,OCAPS在PLLA基体中具有良好的分散性;随着OCAPS质量分数由0增至15%,OCAPS/PLLA杂化材料的玻璃化转变温度(Tg)由54.1℃升至54.5℃,熔融温度(Tm)由149.0℃降至147.6℃,OCAPS的加入没有改变PLLA的热分解温度,但使PLLA的储能模量由2206MPa降至1203MPa.     

笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料的冷结晶及熔融行为

采用溶液共混法制备了不同质量分数的笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸(OCAPS/PLLA)杂化材料。扫描电镜和能量色散X射线分析仪研究表明,OCAPS在PLLA基体中具有良好的相容性和分散性。利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对该体系的冷结晶及熔融行为进行了研究。结果表明,OCAPS不会改变PLLA基体结晶的α晶型,但具有异相成核作用,降低了PLLA基体的冷结晶温度;随着升温速率的降低,由于晶粒熔融重结晶导致PLLA基体熔融单峰分裂成为双峰,并且OCAPS促进了PLLA的熔融重结晶过程,使晶粒结构更加完善。     

一种含多面低聚倍半硅氧烷的环氧树脂改性剂及性能研究

采用自制的γ-氨丙基笼型齐聚倍半硅氧烷(POSS-NH_2)与一小分子反应,合成了一种新型环氧树脂改性剂(POSS-NH-R),并以此对环氧树脂E-51进行改性.考察了不同添加量对复合环氧树脂的各项性能的影响,发现当添加量为25%时,改性效果最佳.     

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℃。      

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。     

POSS为核的高臂数星型杂化聚乳酸的合成

首先合成了含有8个羟基、结构极为对称的八聚[2-(2-羟基乙氧基)二甲基硅氧基]倍半硅氧烷,再以其为核引发D,L-丙交酯发生开环聚合,制备了含有八臂聚乳酸的星型有机-无机杂化POSS-PDLLA材料,通过FTIR、1H-NMR、GPC、DSC和TGA等手段对八羟基倍半硅氧烷和POSS-PDLLA杂化材料的化学结构和性能等进行了表征。结果表明,成功合成了单分散性的八羟基倍半硅氧烷,而POSS-PDLLA杂化聚合物分子量分布极窄(小于1.1)、玻璃化转变温度为43.6℃、热稳定性良好,具有与线性聚乳酸截然不同的特性。     

七苯基倍半硅氧烷三硅醇改性双马来酰亚胺纳米复合材料

通过熔融共聚法制备了七苯基倍半硅氧烷三硅醇(POSS-triol)/双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(BA)纳米复合材料.利用扫描电镜( SEM)、透射电镜(TEM)、动态力学分析(DMA)及热重分析(TGA)对BMI复合材料的结构形态与热性能进行了研究.实验结果表明,POSS-triol粒子能均匀分散于树脂体系...     

Effect of POSS content on the electrical,thermal, mechanical,and wetting properties of electrospun polyacrylonitrile (PAN)/POSS nanofibrous mats

Although polyacrylonitrile (PAN) has excellent properties as a precursor of carbon fibre, octa-amic polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) nanoparticles which are hybrid organic–inorganic materials can be incorporated into PAN to tune up the properties such as the mechanical strength, thermal conductivity, and electronic conductivity for a broad range of potential applications. In this work, PAN with POSS of 1, 3, and 5 wt % based on acrylonitrile weight was prepared by solution polymerisation. The synthesised product was dissolved in dimethyl sulphoxide, followed by electrospinning. After electrospinning, the nanofibrous mats were stabilised at 250 °C for 1 h. The diameter of resulting PAN/POSS nanofibrous mats were less than 1 μm, as confirmed by SEM analysis. The effect of POSS on PAN/POSS nanofibrous mats was studied by SEM, universal testing machine, contact angle measurement, Fourier transform infrared spectroscopy, wide angle X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, and thermogravimetric analysis. The usefulness of the PAN/POSS nanofibre composites was realised from the improved electrical, thermal, mechanical, and wetting properties compared to pure PAN.