巯基官能化倍半硅氧烷的合成及表征

以巯丙基三甲氧基硅烷为原料,在甲醇体系中进行水解缩合,在盐酸催化下合成得到笼型、无规、梯形等多种结构倍半硅氧烷的混合物;在四甲基氢氧化铵或苄基三甲基氢氧化铵碱性条件催化下,均可合成得到成分单一、纯净的巯基官能化笼型结构倍半硅氧烷,其产率分别为46%和64%。利用 FT-IR、¹³C-NMR、²⁹Si-NMR、XRD和DSC等手段,对其结构和性质进行了表征。巯基笼型倍半硅氧烷具有较高的熔点352℃和分解温度530℃,热性能优良且具进一步反应性。     

八马来酰亚胺基苯基POSS/BT树脂固化行为

合成了八马来酰亚胺基苯基POSS(OMPS),并对产物进行了测试表征。将OMPS与4,4′-双马来酰亚胺基二苯甲烷(BMI)/双酚A型氰酸酯(BCE)(BT树脂)进行共混,差示量热扫描仪(DSC)和傅立叶红外光谱仪(FT-IR)测试结果表明,在220℃左右,OMPS/BT树脂固化反应能充分进行;在140～220℃范围内分段固化,动态粘弹分析仪(DMA)测试结果显示固化后树脂的T_g不高,250℃下固化1h后,DMA测试结果显示T_g有明显提高。OMPS/BT树脂复合材料的介电测试结果显示,加入适量的OMPS能明显降低BT树脂的介电常数。     

POSS杂化聚硅氧烷复合材料的制备与热性能研究

以八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷（OVPOSS）和含氢硅氧烷为单体,通过硅氢加成反应制备了一种新型POSS交联剂V2-POSS。将V2-POSS加入到聚甲基硅氧烷中,制备了一系列不同POSS含量的聚甲基硅氧烷。采用热重分析（TGA）、热重-红外联用（TGA-IR）、裂解气相色谱-质谱（PyGC-MS）等手段对POSS杂化聚甲基硅氧烷的热性能、热分解动力学及动态热解性能进行研究,结果表明：V2-POSS在聚甲基硅氧烷中均匀分散,POSS纳米结构的引入可显著提高聚甲基硅氧烷的热性能;V2-POSS添加量（V2-POSS占聚甲基硅氧烷的质量分数）为10%时,氮气氛5%热失重温度从纯树脂的442.2℃提高至469.4℃;热失重率为15%时,热解表观活化能由纯树脂的87.53 kJ/mol提高至杂化树脂的251.12 kJ/mol。POSS杂化聚甲基硅氧烷的热解机理主要包括聚硅氧烷主链的断裂、高分子链回咬、含硅基团的重排、碳氢化合物的形成以及小分子的逸出。     

POSS/PMMA纳米复合材料制备及其热性能研究

文章以CuCl/2,2’-联吡啶为催化剂,单功能基POSS-Cl为引发剂,采用原子转移自由基聚合方法制备了POSS/PMMA核壳型结构的纳米复合材料,通过FTIR1、H-NMR、XPS等手段对其进行表征,并用DSC、TGA等检测手段对其热性能进行研究。研究结果表明,ATRP法制备POSS/PMMA纳米复合材料是可行的,POSS的加入对PMMA的热性能有较大程度地提高。     

POSS和PS/POSS共聚物的合成及表征

通过“顶角 戴帽”法合成了一种带双键的单官能团笼型倍半硅氧烷纳米粒子（POSS）,对其结构进行了表征;再利用双键可反应的化学特性,用自由基聚合制备出聚苯乙烯(PS)/POSS共聚物,研究了共聚物的结构、热性能及POSS纳米粒子在PS基体中的分散情况。实验结果表明, POSS粒子容易自组装成直径6～8nm的纳米微球,这些微球均匀分散在PS基体中;POSS纳米粒子的加入阻碍了PS的链段运动,从而使得PS/POSS共聚物的玻璃化温度比纯PS提高了10℃以上。     

耐高温POSS基香料前体的制备及释香动力学研究

为研究耐高温香料前体在涤纶的芳香改性上的应用，以不同的香料醛分子和八(γ-氯氨丙基)多面体低聚倍半硅氧烷(OCAP-POSS)为原料，利用Schiff反应成功合成3种POSS基香料前体(M₁、M₂、M₃)。采用核磁共振氢谱、红外光谱及紫外-可见光谱表征香料前体的结构；用热失重法研究香料前体的热稳定性能；此外，探索香料前体在模拟人体酸性汗液、中性及碱性皂液环境中的释香动力学特征。结果表明：3种香料前体的热分解温度都超过285℃,即香料前体具有良好的热稳定性；香料前体的结构对其释放性能有显著影响，M₁在酸性汗液环境下达到平衡时的释放率为57.86%,M₃却只有33.32%,且缓释时间M₁(29 h)>M₂(16 h)>M₃(12 h);3种香料前体在皂液环境下均较为稳定，在酸性汗液中可实现缓慢释放，其释放规律满足一级反应动力学特征。     

八取代二茂铁的笼型八聚（二甲基硅氧基）倍半硅氧烷的合成

以笼型八聚（二甲基硅氧基）倍半硅氧烷（POSS1）为原料,在Karstedt催化剂的催化作用下,通过硅氢加成与乙烯基二茂铁反应,合成了八取代二茂铁的笼型八聚（二甲基硅氧基）倍半硅氧烷（POSS2）,并用红外光谱FT-IR,核磁¹H-NMR, ²⁹Si-NMR对其结构进行了表征和确认。     

笼型十缩水甘油基倍半硅氧烷的制备与表征

以3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH–560)为单体,在异丙醇为溶剂、四甲基氢氧化铵(TMAH)为催化剂的体系中一步水解缩合制备出笼型缩水甘油基倍半硅氧烷(G–POSS)。采用傅立叶变换红外光谱、核磁共振波谱及基质辅助激光解吸飞行时间质谱等手段对产物进行了分析和表征。结果表明,成功地合成了高纯度的笼型十缩水甘油基倍半硅氧烷(T10)。     

高耐热环氧树脂杂化体系研究

线性异氰酸根封端的聚氨酯酰亚胺(PUI)结合了聚氨酯和聚酰亚胺的优点,由聚氨酯预聚物和均苯四甲酸二酐直接合成.将笼型倍半硅氧烷(POSS)和PUI一同加入到环氧树脂(EP)中制备了一系列EP/PUI/POSS有机-无机纳米复合材料,以提高材料的耐热性和强度.使用TGA、DMA等方法对材料进行了研究,结果表明其热稳定性和力学性能都有显著提高.     

单苯基硅橡胶的合成与性能表征

采用阴离子开环聚合的方法,由含二甲基硅氧链节的环状甲基苯基硅氧烷、八甲基环四硅氧烷(D4)和四甲基四乙烯基环四硅氧烷(DV4i)在碱性催化剂KOH的作用下,合成出了3种苯基含量不同的硅橡胶,并通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、差示扫描量热法(DSC)和动态热机械分析法(DMA)对其结构和性能进行了表征。结果表明,低苯含量的苯基硅橡胶(PVMQ)和甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)都为结晶性硅橡胶,而中苯含量的PVMQ为非结晶性硅橡胶;随着苯基含量的增大,苯基硅橡胶的拉伸强度逐渐增强,玻璃化转变温度(Tg)逐渐升高,耗损因子tanδ逐渐变大。     

γ-氨丙基倍半硅氧烷的水解聚合机理研究及产物结构表征

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(H₂N·CH₂·CH₂·CH₂·Si(OC₂H₅)₃)为原料，通过控制其水解缩聚的条件制备聚γ-氨丙基倍半硅氧烷。本文详细论述了聚γ-氨丙基倍半硅氧烷的水解缩合过程，推断其水解缩合的机理，并利用FTIR，XRD，NMR等手段对聚合产物进行了结构表征，确定了合成产物的结构，证明产物中存在聚倍半硅氧烷结构。     

含有笼型POSS的聚丁二烯纳米杂化材料的制备及其微观结构

为调节橡胶结构和改善其性能,以烯丙基七异丁基多面体齐聚倍半硅氧烷(Allyllsobutyl POSS)和丁二烯(Bd)为聚合单体,正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,环已烷为溶剂,乙基四氢糠基醚(ETE)为调节剂,采用负离子引发聚合法成功地制备了聚丁二烯(PB)/POSS纳米杂化材料,系统地研究了聚合反应条件、调节剂和POSS加入量等因素对共聚合反应和杂化材料微观结构的影响.结果表明,POSS的引入明显降低了共聚合反应速率和共聚物的分子质量,分子质量分布也有所加宽;改变反应条件对共聚合反应影响有限,但加入调节剂可明显提高共聚合反应速率;POSS的引入明显增加了PB中的1,2结构含量,并显示出与调节剂在调节结构方面的良好协同作用.     

Preparation of Si-doped and cross linked carbon nanofibers via electrospinning and their supercapacitive properties

In this work, Si-doped cross linked carbon nanofibers(Si/CNF) were prepared by electrospinning polyacrylonitrile(PAN) solutions containing polyhedral oligomeric silsesquioxane(POSS) as Si source, followed by thermal treatments. Scanning electron microscope(SEM) observations showed the smooth surfaces of pure PAN nanofibers, while PAN/POSS nanofibers with obviously rough or porous surfaces were obtained with relatively high POSS content. X-ray diffraction(XRD) identified the presence of POSS in the composite nanofibers. After thermal treatments, cross linked Si/CNFs with various morphologies were obtained. Energy-dispersive X-ray(EDX) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) analyses confirmed the successful incorporation of Si into CNFs. Raman spectra suggested the degree of carbon ordering of Si/CNFs reduced slightly when compared with pure CNF. The obtained nanofibers exhibited typical performances of electric double-layer capacitors(EDLC).The specific capacitance of Si/CNF showed a moderate increase with POSS content and reached a maximum of175 F/g at 1 A/g with PAN:POSS equal to 100:5. Meanwhile Si/CNFs exhibited excellent cycling stability after1000 cycles. The influence of POSS on the capacitive performance might be attributed to the combined effects of evolution of morphology, conductivity and surface properties of Si/CNFs.     

正多面体对称群矩阵元素的MATLAB自动化算法

利用万花筒和基础根系统原理,结合正多面体的几何特征,建立了具有正多面体群对称性的球面tiling剖分方法,并借助Matlab工具,实现正多面体群矩阵元素的计算自动化。本文方法可进一步推广到4维空间,对正多胞体做等价对称剖分,并计算其成千上万的对称群矩阵元素。     

含磷笼网结构多面体低聚倍半硅氧烷阻燃剂的合成及其阻燃环氧树脂性能

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧杂（DOPO）-乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）加成物DOPO-VTMS通过水解缩合反应,制备了新型含DOPO基团的笼网结构倍半硅氧烷（DOPO-PolyPOSS）。将不同比例的DOPO-PolyPOSS添加到环氧树脂（EP）中,制备了一系列阻燃EP。采用热重分析（TGA）、动态热机械分析（DMA）、万能拉力机、极限氧指数（LOI）、UL-94和锥形量热计对阻燃环氧树脂的热性能、力学性能和阻燃性能进行了系统研究,并通过热重-红外联用（TGA-IR）、热重-质谱联用（TGA-MS）和扫描电子显微镜（SEM）研究了其阻燃机理,结果表明：DOPO-PolyPOSS可在EP中均匀分散;向EP中加入DOPO-PolyPOSS显著提高了阻燃EP的残炭率,降低了热释放速率（HRR）,延长了点燃时间（TTI）,达到了良好的阻燃效果;当DOPO-PolyPOSS加入量（质量分数）为3%时,阻燃EP的LOI值可从纯EP的25.5%提高至31.7%,并达到了UL-94的V-0阻燃等级。此外,加入DOPO-PolyPOSS可提高EP的拉伸和弯曲性能。对EP凝聚相和气相裂解产物的分析结果表明,DOPO-PolyPOSS阻燃环氧树脂是基于磷硅协同效应而同时在气相和凝聚相阻燃。