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...     

基于POSS的ATRP引发剂的合成及其PMMA杂化材料制备

通过苯基三氯硅烷的水解、缩合合成了八苯基倍半硅氧(OPS),再经硝化、还原制备了八氨基苯基倍半硅氧(OAPS),在此基础上进一步合成了ATRP引发剂BOAPS,并运用FT-IR、NMR对产物的结构进行了表征.采用ATRP方法制备了PMMA/BOAPS杂化聚合物,运用GPC、DSC及TGA手段对杂化材料的结构与热性能进行...     

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。     

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。     

聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/POSS共混体系的性能

采用熔融模压法分别制备了聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]和两种多面体笼型硅氧烷(POSS)[八异丁基倍半硅氧烷(OIBS)和八氨基苯基倍半硅氧烷(OAPS)]的共混物,考察了不同含量的OIBS,OAPS对共混体系性能的影响。结果表明,两种POSS都起到成核剂的作用。OIBS,OAPS的质量分数小于1%时,可以提高体系结晶温度,力学性能;随着OIBS,OAPS质量分数的提高,成核性有所增加,但因分散性变差,体系热稳定性和力学性能变差。由于OAPS的活泼氨基可与P(3HB-co-4HB)发生化学反应,改性效果较OIBS优。     

聚苯并噁嗪／不完全笼型倍半硅氧烷复合材料的性能研究

制备了双酚A型苯并噁嗪（BZ）／不完全笼型苯基三羟基七聚倍半硅氧烷（（C6H5）7SiO9（OH）3（T7POSS））杂化树脂,并对其固化行为、固化所得复合材料的热性能和动态力学性能进行了表征,差示量热扫描仪（DSC）测试表明,T7POSS能显著降低体系的起始固化温度;动态粘弹分析仪（DMA）、热重分析仪（TGA）测试表明。T7POSS提高了体系的储能模量、玻璃化转变温度Tg和热稳定性。     

POSS/聚丙烯腈星型纳米复合物的制备及热性能

通过自由基聚合的方法,将八乙烯基多面笼形低聚倍半硅氧烷(POSS)与丙烯腈(AN)共聚合得到不同POSS含量的AN与POSS的共聚物(PAN-POSS)。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、硅核磁共振(~(29)Si-NMR)、X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)对PAN-POSS共聚物结构和性能进行了表征。研究结果表明,POSS笼形结构以化学键合的方式分子水平上均匀地分散在杂化聚合物中,形成了星型结构POSS/聚丙烯腈纳米复合物,复合物中POSS的含量随着反应单体中POSS配比的增加而增加,复合物的热性能随POSS含量增加明显提高。     

聚氨酯弹性体纳米复合材料的制备与表征

利用几种不同的纳米粒子[包括纳米SiO2、CaCO3、八乙烯基硅倍半氧烷(即八乙烯基POSS)]对聚氨酯弹性体进行改性,制备纳米复合材料。同时,研究了不同纳米粒子对聚氨酯弹性体性能的影响。测试结果表明,聚氨酯弹性体力学性能提高;热失重(TGA)结果表明加入纳米SiO2、CaCO3、八乙烯基POSS后,复合材料的初始热分解温度分别提高了16.01℃、10.95℃、15.00℃,材料热稳定性增强;扫描电镜(SEM)观察到纳米粒子在聚氨酯基体中分散性不够理想,存在团聚现象。     

POSS/EPDM无机-有机杂化材料

以自行合成的笼形八乙烯基硅倍半氧烷(OVP)与三元乙丙橡胶(EPDM)及硫化剂等通过双辊混炼机制备笼形低聚硅倍半氧烷(POSS)/EPDM纳米杂化材料。测定了POSS/EPDM杂化材料的力学性能和阻燃性能, 并利用热重分析仪及锥形量热仪考察了材料的热稳定性及热释放速率。结果表明: 含OVP的POSS/EPDM纳米杂化材料与纯EPDM相比, 氧指数(LOI)和热稳定性明显提高, 热释放速率显著降低。仅加入0.88%的OVP即可将LOI提高11.8%, 起始热分解温度提高51℃, 残炭量为纯EPDM的1.58倍, 热释放速率降低25.8%, 可见OVP在提高EPDM综合性能方面有较高应用价值。      

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,但对力学性能有一定影响。其中,OVP改性的硅橡胶表现出更佳的耐烧蚀性能,含有15 phr OVP的硅橡胶线烧蚀率为0.121 mm/s,相比纯硅橡胶降低了84.8%。添加OPS和OVP都能够显著延长硅橡胶的点燃时间(TTI),降低热释放速率峰值(P-HRR),改性硅橡胶燃烧后的炭层更加致密,且OVP的效果更佳。因此,聚硅倍半氧烷在硅橡胶绝热耐烧蚀材料领域中有很大的应用价值。     

EPDM/POSS复合材料的阻燃性能

以自行合成的无机-有机杂化材料——笼形八苯基硅倍半氧烷(OPS)与三元乙丙橡胶(EPDM)、硫化剂制成新型复合材料,测定了材料的力学性能和氧指数(LOI)、UL-94阻燃性能,并利用热重分析仪考察了材料的热稳定性,利用锥型量热仪测试了材料的热释放速率等多种燃烧参数。结果表明,OPS复合的EPDM与纯EPDM相比,氧指数有所提高,释热速率降低,热稳定性提高,力学性能得到明显的改善。20份OPS的加入可以使拉伸强度增加一倍,初始热分解温度提高19℃,氧指数提高18.5%,热释放速率降低18.3%。     

多面体硅倍半氧烷锂盐在环氧树脂中的纳米分散与力学增强效应

采用不完全缩聚七苯基硅倍半氧烷三硅醇(T7-Ph-POSS)和七苯基硅倍半氧烷锂盐(Li-Ph-POSS)作为功能添加剂,以低添加量(1％)制备了2种含多面体低聚硅倍半氧烷(POSS)的环氧树脂(EP)复合材料,并对其热稳定性、光学性能、力学性能和阻燃性能进行了研究.研究表明,T7-Ph-POSS在EP中呈三维亚微米球...     

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%。     

笼型倍半硅氧烷聚合物/骨胶复合地膜的制备及性能

首先以八乙烯基笼型倍半硅氧烷（POSS-Vi）和乙烯基类单体为原料，采用自由基聚合法制备含有环氧基、酯基和羧基的多支化POSS聚合物；红外分析（FT-IR）、X射线衍射分析（XRD）和透射电镜（TEM）结果表明，POSS在聚合物中保持完整的笼型结构，直径在90 nm左右。然后采用POSS聚合物改性骨胶，制备POSS聚合物/骨胶复合薄膜，通过FT-IR、XRD和扫描电镜（SEM）对其结构形貌进行表征，同时考察了其作为地膜的相关性能。结果表明，POSS聚合物的环氧基与骨胶氨基发生了开环反应，改变了骨胶的非晶态结构。与骨胶膜相比，当POSS聚合物质量分数为25%时，复合薄膜的断裂伸长率提升了83.4%，在可见光区域的透光率平均降低了19.5%，水蒸气透过率下降了17.3%。其对土壤不仅能够起到保墒保温作用，而且在自然土壤中埋藏60 d即可降解82.98%。     

新一代高性能POSS-聚合物材料

描述了多面体聚硅倍半氧烷（Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane,POSS)单体的结构与性能,POSS单体改性聚合物在塑料工业,航空与空间等领域的应用现状与前景,并对POSS单体合成技术,成本,POSS单体一步形成串凳式,悬笼式和笼－笼连接式结构作了综合评述。     

多分散POSS/环氧树脂复合材料的制备及性能研究

以工业级的3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为原料,通过硅烷水解法合成出低成本的多分散环氧基低聚倍半硅氧烷(Polydisperse POSS-EP);将此POSS添加到环氧树脂(E-54)体系中,制备得到多分散POSS/环氧树脂复合材料。采用傅立叶红外(FT-IR)、核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、X-射线衍射(XRD)等手段对POSS-EP的结构进行了表征。利用热失重分析(TGA)、差示扫描量热(DSC)技术及电子万能试验机对复合材料的性能进行了研究,结果表明多分散POSS的引入能显著地提高环氧树脂复合材料的热学稳定性和力学性能。     

新型哑铃型POSS的合成

以三乙二醇、异丁基三甲氧基硅烷为原料,首先合成关键中间体二联咪唑与单碘代笼型聚倍半硅氧烷(单碘代POSS)。二者通过季铵化反应,生成新型哑铃型POSS。利用核磁共振氢谱、硅谱及元素分析对其结构进行鉴定,并利用DSC及TGA对其热性能进行研究。结果表明,合成的哑铃型POSS熔点为199℃,热稳定性良好(Td5=294℃)。     

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）...     

硅-磷阻燃剂对热塑性聚氨酯弹性体阻燃性能的影响EI北大核心CSCD

采用一种含硅阻燃剂——笼形八苯基硅倍半氧烷(OPS)与含磷阻燃剂聚磷酸铵(APP)或二乙基次膦酸铝(ADP)复配制备了阻燃热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。结果表明,OPS对TPU的热稳定性有一定的影响,当OPS的质量分数为15%时,能明显改善燃烧过程中的熔滴现象; OPS/APP和OPS/ADP复合阻燃体系,均可以大幅提升TPU的阻燃性能,且APP效果要明显优于ADP; TPU/10%OPS/5%APP体系的综合性能最优,热释放速率峰值从1339 k W/m2降低至489k W/m^2,降幅达到了63.5%,总烟释放量也从3425 m^2/m^2降到1884 m^2/m^2,降幅达到了45.0%;燃烧残余量为18%,锥量测试后的炭层更加致密、坚硬。     

硅-磷阻燃剂对热塑性聚氨酯弹性体阻燃性能的影响

采用一种含硅阻燃剂——笼形八苯基硅倍半氧烷(OPS)与含磷阻燃剂聚磷酸铵(APP)或二乙基次膦酸铝(ADP)复配制备了阻燃热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。结果表明,OPS对TPU的热稳定性有一定的影响,当OPS的质量分数为15%时,能明显改善燃烧过程中的熔滴现象; OPS/APP和OPS/ADP复合阻燃体系,均可以大幅提升TPU的阻燃性能,且APP效果要明显优于ADP; TPU/10%OPS/5%APP体系的综合性能最优,热释放速率峰值从1339 k W/m2降低至489k W/m~2,降幅达到了63.5%,总烟释放量也从3425 m~2/m~2降到1884 m~2/m~2,降幅达到了45.0%;燃烧残余量为18%,锥量测试后的炭层更加致密、坚硬。