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。     

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。     

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.     

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。     

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)。     

POSS/PS复合材料的结构与燃烧性能

以离子型八（四甲基铵）笼形倍半硅氧烷（OctaTMA_POSS）作为聚苯乙烯（PS）的添加剂制备POSS／PS复合材料．结果表明；20％和30％的POSS添加量可使其在PS中形成纳米纤维并呈网状分布，使复合材料的热释放速率峰值分别降低31.7％和54．6％，CO释放速率峰值分别降低55．3％和66．1％，CO浓度峰值降低66．2％和70．8％，CO2释放速率峰值分别23．8%和53．1％，CO2浓度峰值降低31．1％和62．0％．     

八氨基苯基笼型倍伴硅氧烷合成方法的优化

以八硝基苯基笼型倍伴硅氧烷（ONPS）为原料,三氯化铁／活性炭为催化剂,乙二醇甲醚为溶剂,采用水合肼还原法合成了OAPS,优化了OAPS的合成方法,收率达到83．67％;利用FTIR、uV、XRD、EA等分析手段,对OAPS的结构进行了表征;通过热失重分析,验证了OAPS的热稳定性。该方法简化了后处理步骤,降低了合成成本。     

POSS/聚合物纳米复合材料的研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)由于其特殊的笼形结构,在制备聚合物基纳米复合材料方面受到了广泛关注.综述了POSS单体的概念、分类及制备,探讨了几种POSS/聚合物纳米复合材料的合成及研究进展,并对POSS/聚合物纳米复合材料的应用前景作了简要地分析,并提出了发展方向.     

十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷合成及性质

含氟笼型倍半硅氧烷(F-POSS)有规整的纳米级立体结构,具有有机硅、有机氟的优点,同时具有疏水疏油的优良性质,近年来吸引了研究人员的广泛关注.以国产化、低成本的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷经溶胶凝胶法合成了十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷.该合成工艺简单、产物产率高且具有含8个侧链的特殊支化长链结构.FT-IR、XRD、TGA/DSC表征及接触角测试表明,此十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷易溶于有机溶剂,初始热分解温度为320℃,具有良好的耐热阻燃性质;水接触角为139.5°,具有超疏水疏油性.     

含笼型倍半硅氧烷(POSS)的双重敏感性聚合物的合成及其自组装研究

通过两次原子转移自由基聚合(ATRP)制备了含有笼型倍半硅氧烷(POSS)的温度和pH双重敏感的两亲性聚合物POSS-PMEO2MA-b-PDMAEMA,并采用GPC和1H-NMR对引发剂和聚合物的化学结构进行了表征。利用动态光散射(DLS)、荧光光谱仪、透光率测试等手段研究了聚合物在水溶液中的自组装。结果表明,在较低温度下聚合物在水中自组装形成球形胶束,温度高于临界溶解温度(LCST)后,胶束脱水发生聚集,形成更大尺寸的聚集体;调整溶液的p H值为9时,聚合物的浊点温度下降;聚合物胶束的尺寸随着pH值的升高而减小。通过改变温度和pH值都能调控聚合物在水中的自组装形态。     

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.     

PDMAEMA-b-PPOSS双嵌段共聚物的合成及其在水相中的自组装行为研究

利用ATRP成功制备了PDMAEMA-b-PPOSS双嵌段共聚物，实现了POSS基团个数由一个到多个的变化。这种变化增加了双亲性分子中疏水段所占的比例，提高了聚合物的聚集能力，聚合物的聚集形态有向短棒状发展的趋势；而PDMAEMA-b-PPOSS依旧能在pH调控下实现单个胶束与复合胶束之间的相互转变。利用PDMAEMA-b-PPOSS在水相中聚集形态之间的可逆转变，成功实现了对芘的可控负载与释放过程。通过对PDMAEMA-b-PPOSS的温度敏感性研究发现，随着温度升高，聚集体尺寸呈现出逐渐减小而后急剧增加的趋势。     

EA/POSS纳米复合材料的相容性及热稳定性

采用紫外光固化技术,通过机械共混的方法制备了甲基-多面体齐聚倍半硅氧烷(甲基-POSS)质量分数分别为1%,5%,10%,15%的环氧丙烯酸酯(EA)/POSS纳米复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、EDS能谱分析及热重分析对环氧丙烯酸酯(EA)/POSS纳米复合材料进行研究.结果表明,在甲基-POSS质量分数较高时,EA/POSS纳米复合材料中存在甲基-POSS晶体,说明杂化材料中存在相分离.甲基-POSS在聚合物中以分子或团聚体的形式存在,并且随着POSS质量分数的增加,团聚体尺寸及数量都逐渐增多.甲基-POSS单体提高了复合材料的热稳定性,并且POSS的加入并没有影响聚合物的热降解机理.     

POSS改性植物油乳液脱模剂的制备及其性能表征

文章以植物油为原料,通过过氧乙酸环氧化,乙酸开环制备植物油醇,用丁二酰氯将POSS接枝到植物油醇中,得到POSS-植物油聚合物;通过在植物油中添加不同质量分数的POSS-植物油聚合物制备植物油乳液,合成了POSS改性植物油乳液脱模剂;研究了该类脱模剂的脱模性能,结果表明,符合混凝土脱模剂标准的要求,且随着POSS-植物油聚合物质量分数的增加,脱模效果有了明显的提高。植物油基脱模剂绿色环保,符合绿色化学的要求。     

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。     

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.