有机/无机杂化纳米结构单元的空间构型研究

利用乙烯基三甲氧基硅烷(VMS)水解缩合, 制备了有机/无机杂化纳米结构单元乙烯基倍半硅氧烷(VSSO). 采用FTIR, NMR(¹H, ¹³C和²⁹Si)和MALDI-TOF MS测试, 结合SSO的结构通式T_n(OH)_x(OR′)_y [x, y = 0, 1, 2 …; n = 1, 2 …; T = RSiO_{1.5−(x + y)/2n}]推测出具有固定分子量的水解缩合产物VSSO所对应的多个结构简式. 运用量子力学计算的方法, 以单一VSSO整体分子为模型, 得出了各种结构的几何参数(Si-O和Si-C键长, Si-O-Si和O-Si-O的键角)和分子体系的总能量. 根据计算结果可知, VSSO的梯型结构较笼型结构具有较高的稳定性, 并得出VSSO可能的最合理、最稳定的结构类型是梯型的结论.     

基于倍半硅氧烷的有机-无机杂化材料研究

有机-无机杂化材料兼具有机材料和无机材料的优点,是继单组份材料、复合材料和梯度材料之后的新一代功能材料。基于可以通过分子设计与剪裁的倍半硅氧烷(笼型倍半硅氧烷和无规倍半硅氧烷)无机前驱体,利用多种方法如反应性共混法、溶胶-凝胶法、光固化、原子转移自由基聚合、自组装技术等制备一系列高性能聚合物/倍半硅氧烷有机-无机纳米杂化材料。     

含倍半硅氧烷的杂化聚合物

从杂化材料的形成方式 ,说明含倍半硅氧烷类杂化材料是基于化学键合作用形成的分子内杂化体系 ,是一类新型高性能的有机_无机杂化材料。介绍了倍半硅氧烷的结构、合成方法及性能特点 ,重点阐述了多面齐聚倍半硅氧烷类杂化聚合物的性能特点及其发展趋势。     

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。     

高度单分散聚乙烯基倍半硅氧烷球形纳米粒子的制备及性能

在水溶液中, 以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为前驱体, 氨水(NH₃ · H₂O)为催化剂, 在表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)存在下, 通过溶胶-凝胶法成功合成了具有不同粒径、 高度单分散的聚乙烯基倍半硅氧烷(PVSQ)球形纳米粒子. 研究结果表明, 催化剂NH₃ · H₂O与表面活性剂SDBS的用量对PVSQ的粒径和粒径分布影响很大, 而前驱体VTES的用量对PVSQ的粒径无明显影响. 通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线光电子能谱(XPS)及热重(TG)分析对产物的形貌、 粒径和粒径分布、 结构及热性能进行了表征.     

笼型倍半硅氧烷形态分析及对杂化材料相容性和机械性能的影响

采用水解缩合方法制备了八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OVPOSS), 并将其引入到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)自凝树脂中, 得到有机-无机杂化材料. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、塑料球压痕硬度计、高温高速摩擦磨损测试仪和悬臂梁冲击实验等对其形貌和性能进行了研究. 结果表明, OVPOSS以晶体状态存在于PMMA树脂中. 通过DSC热性能曲线、FOX方程和Gordon-Talyor方程曲线发现, 当POSS含量较高时, PMMA-POSS杂化体系能够发生相分离, 对杂化材料的机械性能有一定的影响.     

溶胶-凝胶法制备桥式聚倍半硅氧烷/SiO2光学防潮膜

采用溶胶-凝胶法, 以首次合成的具有桥式结构的间苯二亚甲基二脲基丙基三乙氧基硅烷(m-XDUPTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体, 共同水解缩聚制备了不同摩尔配比的桥式聚倍半硅氧烷/SiO₂杂化溶胶, 并旋涂制膜. 通过UV-Vis, AFM和TGA对薄膜的光学性能、表面形貌和热稳定性进行了分析. 结果表明, 该薄膜平整均匀、具有良好的光学透明性、热稳定性和防潮性能.     

溶胶-凝胶法制备桥式聚倍半硅氧烷/SiO2光学防潮膜

采用溶胶-凝胶法, 以首次合成的具有桥式结构的间苯二亚甲基二脲基丙基三乙氧基硅烷(m-XDUPTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体, 共同水解缩聚制备了不同摩尔配比的桥式聚倍半硅氧烷/SiO₂杂化溶胶, 并旋涂制膜. 通过UV-Vis, AFM和TGA对薄膜的光学性能、表面形貌和热稳定性进行了分析. 结果表明, 该薄膜平整均匀、具有良好的光学透明性、热稳定性和防潮性能.     

八乙烯基笼型倍半硅氧烷环氧化产物的合成与表征

以八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OVPOSS)为原料,3-间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)为氧化剂,制得含环氧基团的乙烯基笼型倍半硅氧烷,利用红外光谱及核磁光谱对其结构进行了表征,并研究了八乙烯基笼型倍半硅氧烷环氧化产物在三氯甲烷中的紫外光谱行为。     

八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷-N-异丙基丙烯酰胺共聚物有机-无机杂化水凝胶的合成与表征

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和八乙烯基笼形低聚倍半硅氧烷(OVPOSS)为单体,通过溶液自由基共聚合成了一系列P(OVPOSS-co-NIPAM)有机-无机杂化水凝胶.采用傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和动态粘弹谱仪(DMA)对其结构与性能进行了研究.结果表明可以通过控制投料比来调节P(OVPOSS-co-NIPAM)杂化水凝胶中POSS的实际含量;P(OVPOSS-co-NIPAM)杂化水凝胶的微观形貌为孔洞结构,随POSS含量的增加,孔径逐渐减小;所合成的P(OVPOSS-co-NIPAM)杂化水凝胶均具有温敏性,随着POSS含量的增加,其最低临界溶解温度(LCST)由33.0℃降低至30.0℃,均低于常规水凝胶(33.7℃);POSS的引入使PNIPAM水凝胶的玻璃化转变温度(Tg)由142℃升至148℃,并改善了其热稳定性和力学强度.     

八苯基笼型倍半硅氧烷的官能化及其在高分子纳米复合材料中的应用

笼型倍半硅氧烷（POSS）是具有独特分子结构的有机硅化合物,无机硅氧骨架核心为其提供良好的硬度和热稳定性,外围有机基团可增强与聚合物基体间的相容性,以它为前驱体可以制备分子级分散的有机／无机纳米高分子杂化材料。近年来,全芳香结构的八苯基笼型倍半硅氧烷因其高的耐热性和官能化方法的多样性尤其得到关注。本文重点综述了八苯基笼...     

聚倍半硅氧烷复合超支化聚酯的结构及相容性

以三羟甲基丙烷(TMP)为内核, 二羟甲基丙酸(DMP)为支化单元用准一步法合成了重均分子量为12100的第四代端羟基脂肪族超支化聚酯G4, 并与聚甲基三乙氧基硅烷(PMSQ)共混制备出一系列不同质量分数的复合物. 利用固体核磁共振(NMR)等方法表征了各个样品的结构和反应程度, 并通过测量¹H T_1ρ值发现超支化聚酯与聚倍半硅氧烷之间具有较好的相容性, 相容尺寸为3~5 nm.     

溶胶-凝胶法合成有机/无机杂化材料进展--2.组分间以次价力作用的有机/无机杂化材料

介绍了溶胶-凝胶法(Sol-gelprocess)制备组分间以次价力作用的有机/无机杂化材料的基本情况,根据合成方法进行分类,并指出其发展趋势。     

含多面体低聚倍半硅氧烷杂化毛细管整体柱的制备及修饰

本文采用自由基聚合法原位制备了两种杂化毛细管整体柱。首先以含有一个甲基丙烯酸基团的多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)试剂(Bu-POSS)为单体、以含有多个甲基丙烯酸基团的POSS试剂(POSS-MA)为交联剂在二元致孔剂(正丙醇/聚乙二醇400)和引发剂(偶氮二异丁腈)存在下发生热引发聚合,在毛细管中形成聚(Bu-POSS-co-POSS-MA)杂化整体柱;另外仅以POSS-MA为单体在相同条件下制备聚(POSS-MA)杂化整体柱,并将这两种杂化整体柱应用于小分子的毛细管液相色谱(cLC)分析。结果表明,含POSS杂化整体柱具有制备简单、重现性好以及稳定性高的特点。此外,利用聚(POSS-MA)杂化整体柱表面剩余的甲基丙烯酸基团,可以将功能单体(甲基丙烯酸硬脂酸酯等)化学键合到整体柱上,不但可以提高色谱柱效,而且使其具有不同的选择性。本文所发展的以POSS试剂为原料采用自由基聚合法制备杂化整体柱的方法为新型杂化整体柱的制备提供了一种新思路。     

笼形低聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺杂化薄膜的合成、热性能及低温力学性能研究（英文）

通过掺杂不同质量分数的八缩水甘油醚基笼形低聚倍半硅氧烷(G-POSS),以溶胶凝胶法制备得到一种新型聚酰亚胺(PI)杂化薄膜.通过红外反射光谱(DRIFT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)表征了其结构与薄膜断面形貌,以热重(TG)和机械性能分析研究了薄膜的耐热性与常温和低温(77K)下的力学性能.结果表明,在掺杂量低于5%时,该杂化薄膜耐热性保持稳定,同时在常温和低温下都表现出优于纯PI膜的拉伸强度,其中在G-POSS掺杂量为3%时,杂化薄膜的拉伸强度为239.38MPa(77K),比纯PI膜提升了17%.这是由于在低温条件下,聚合物分子链被冻结,G-POSS粒子与PI基底间的排列更加紧密,同时界面作用力更大.     

基于Diels-Alder反应与原子转移自由基聚合制备核壳型碳纳米管-笼型倍半硅氧烷杂化材料

通过糠醇与溴代异丁酰溴的酯化反应制备了溴代异丁酸呋喃甲酯,其与多壁碳纳米管(MWNT)发生Diels-Alder环加成反应得到了原子转移自由基聚合(ATRP)的引发剂(MWNT-Br),MWNT-Br通过ATRP反应引发了八丙烯酸酯基笼型倍半硅氧烷(POSS)的聚合,从而实现了POSS对多壁碳纳米管的包覆,通过对MWNT-Br中溴代异丁酸呋喃甲酯接枝量的控制,包覆POSS层的厚度可以从5 nm、10 nm到15 nm精确调节.     

生物降解高分子/笼型倍半硅氧烷纳米复合材料的制备、结晶行为与性能研究进展

由于相对较高的价格、较慢的结晶速率、较弱的力学性能、较差的热稳定性、较窄的加工窗口和较慢的生物降解速率等自身的弱点,生物降解高分子材料并未如通用高分子材料一样得到广泛应用,制备以生物降解高分子为基体的纳米复合材料是有效的改性方法之一。本文结合作者近年来在生物降解高分子改性领域中的工作,对以笼型倍半硅氧烷(POSS)作为纳米填料改性左旋聚乳酸(PLLA)和聚ε-己内酯(PCL)的研究进行简单综述,POSS可有效提高PLLA和PCL基体的结晶速率和力学性能,并促进了聚合物基体的水解过程。     

六聚笼型倍半硅氧烷的合成及解离研究

采用环己基三氯硅烷为反应物,乙腈为溶剂,通过水解反应合成出纯净的环己基六聚笼型倍半硅氧烷T6(化合物1),通过FT-IR、29SiNMR、XRD、MS对其结构、分子量、晶型等进行了全面的表征。并成功将其解离为四硅醇物质(化合物2),为合成封闭双官能化的八聚笼型倍半硅氧烷奠定了基础。     

有机无机杂化膜材料的制备技术

有机无机杂化膜兼有机膜韧性和无机膜耐高温性能,具有优良的气体渗透选择性,成为高分子化学和材料科学等领域的研究热点.本文综述了近年来有机无机杂化膜材料的制备技术进展,着重探讨了溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺类杂化膜材料的研究状况,并作了简要述评。