多面体齐聚倍半硅氧烷的合成及应用研究进展

多面体齐聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silasesquioxane,POSS)本身作为一种分子水平上的纳米有机/无机杂化体,由于几乎能够改性所有传统材料而引起人们的极大关注。这种杂化体可以通过多种合成方法得到,为新型杂化材料的设计提供了便利。本文综述了近年来有关POSS的合成方法、POSS基聚合物的研究及其在电子材料、航空航天材料、多孔材料、发光材料等方面的应用研究进展并对其发展前景予以展望。     

一个多面体体积公式及应用

一、拟楔形体积公式 1．定义如图1,底面ABCD是平行四边形,EF//AB,若EF=AB,则称该多面体为楔形,若EF≠AB,则称该多面体为拟楔形．     

含倍半硅氧烷的大分子光引发剂的合成及其光引发性能

通过笼型八氯丙基倍半硅氧烷(POSS-Cl)与4-羟基二苯甲酮(HBP)的反应得到一种新型夺氢型大分子光引发剂(POSS-HBP),利用磁共振谱和红外光谱对其分子结构进行表征.通过实时红外光谱比较研究了光引发剂HBP与POSS-HBP在紫外光照下引发1,6-已二醇二丙烯酸酯(HDDA)的聚合性能.同时,分别考察了POSSHBP和供氢体N,N-二甲基苯胺(DMA)的浓度对HDDA光聚合速率的影响,当POSS-HBP的质量分数为1.0%(以HBP计),供氢体(DMA)的质量分数为3.0%时,HDDA的光聚合只需要8s,较相同情况下HBP光引发聚合缩短了4s.同时,该聚合材料还具有抗黄变及基本无气味等优点.     

基于扩展多面体的离散单元法及其作用于圆桩的冰载荷计算

对于具有复杂几何形态的多面体单元,线性接触模型不能准确地计算不同接触模式下的作用力,且接触变形和作用力方向也不易判断.基于闵可夫斯基和(Minkowski sum)方法的扩展多面体单元能够准确描述非规则颗粒单元的几何形态,并可精确计算单元间的接触碰撞作用.该方法具有接触判断简单、计算效率高的特点.它将基本多面体和扩展球体相叠加以形成具有光滑棱边和角点的扩展多面体单元.考虑扩展多面体单元相互作用过程中角点、棱边和平面之间的不同接触模式,发展了相应的非线性黏弹性接触模型. 该接触模型将不同接触模型下的法向刚度统一表述为单元接触中接触点处等效曲率半径的函数;黏滞力和切向弹性力接触模型则借鉴球体单元非线性接触模型的处理方法. 为检验扩展多面体的可靠性,对碎冰区冰块对圆桩结构的冰载荷进行了离散元分析. 采用沃洛诺伊(Voronoi)切割算法获得了碎冰的初始随机分布状态,并考虑了海冰在运动过程中的海水浮力和拖曳力.计算表明该扩展多面体单元可描述海冰在海流拖曳下的运动过程以及圆桩结构的动冰力特性.在此基础上进一步分析了冰速和冰块尺寸对圆桩冰力的影响,并确定了冰力在圆桩上的分布规律. 最后,讨论了目前扩展多面体单元在计算冰载荷方面的局限性和改进方法.      

组合优化若干经典问题新进展

组合优化是20世纪中后期发展起来的一个运筹学与计算机科学交叉学科分支, 研究具有离散结构的优化问题解的性质和求解方法. 由于不同离散问题的结构差异, 出现了各种各样的研究手段和技巧. 针对组合优化的若干经典问题, 简述了算法和复杂性理论的研究进展.     

人工可控氢氧化镁晶须生长

从负离子配位多面体生长基元模型出发,根据大维度生长基元的结构特性,讨论了人工可控氢氧化镁晶须生长,主要介绍了多元醇法及镁盐过饱和度法.多元醇法的实质是醇中的羟基在一定条件下与大维度生长基元中的羟基发生假联结(即吸附),使得与多元醇发生了假联结的晶面生长速率大大减小或甚至停止生长,而其他晶面仍然保持原有的速率生长以致形成晶须.镁盐过饱和度法就是使得生长基元[Mg-Ax](x-2)-(A≠OH-)的浓度很大,且要远比[Mg-(OH)x](x-2)-组分浓度大4倍以上,以先形成碱式镁盐晶须,碱式镁盐晶须再与适当的碱液反应,即可制备得氢氧化镁晶须.     

含POSS侧基的非环二烯烃易位聚合及离子型杂化聚合物表征

基于七异丁基-胺丙基-多面体低聚倍半硅氧烷(POSS-NH₂)与溴丁烯或溴代十一烯反应, 一步法合成了含POSS侧基的两种杂化二烯烃. 以钌卡宾络合物为催化剂的非环二烯烃易位(ADMET)聚合, 短链二烯烃未能发生, 而长链二烯烃能顺利实现. 将杂化二烯烃转变为离子型杂化二烯烃, 其ADMET聚合活性较高, 随着反应时间延长, 聚合物分子量明显增大, 分子量分布变窄, 体现了逐步聚合的特征. 核磁共振分析揭示了聚合物的不饱和结构和聚合反应的变化过程. 主链不饱和的无定形聚合物, 经氢化作用转变为饱和的离子型杂化聚乙烯, POSS基团精确地连接在聚乙烯骨架的侧位上, 且POSS基团和聚乙烯骨架均表现出较强的结晶能力. 这种离子型杂化聚乙烯具有球形的单分子或聚集形态, 可直接构筑纳米尺度的聚合物材料.     

多面体笼型倍半硅氧烷纳米杂化低介电材料的研究

多面体笼型倍半硅氧烷( POSS)是由O-Si-O链接的纳米大小的笼型无机芯[(SiO1.5)n]和外围有机取代基团（活性或惰性）组成,这种独特的结构为杂化功能材料的制备提供了重要的平台与基础。本文从低介电材料结构对性能的影响,以及低介电性能的形成机理,综述了当前低介电材料制备方法,尤其是多面体笼型倍半硅氧烷( POSS)在低介电材料控制制备的研究进展,为该领域新材料设计提供借鉴。     

非正常凸多面体及凹多面体的落地概率

通过研究非正常凸、凹多边形板着地后的特点,得出了非正常凸多边形板及凹多边形板各边着地的概率.进而用立体角的概念,在分析非正常凸、凹多面体着地的特点后,得到了非正常凸多面体及凹多面体各面着地的概率.     

负离子配位多面体生长基元与晶体表面结构(Ⅲ)

本文用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了多型性晶体表面螺旋结构的形成,提出在多型性晶体中配位多面体呈层状分布,配位多面体的面为层的边界,上、下层负离子配位多面体不是呈镜象对称的,在三方晶系和六方晶系的晶体中是沿晶轴a、b错开,上、下两层负离子配位多面体体呈交叉对应,从而达到稳定平衡.晶轴c与负离子配位多面体高次对称轴平行,配位多面体往界面叠合是绕着c轴转动的,其叠合轨迹为螺旋或同心环结构.从多型性晶体螺旋结构的规律性可以看出,晶体生长基元为负离子配位多面体,由于负离子配位多面体的面与呈现螺旋结构的晶面平行,所以生长速率慢,是一个显露面积大的稳态面.螺旋结构只是在该面族上显露.