有机poss杂化材料的制备与性能研究

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1、摘要近年来，有机．无机杂化材料作为连接有机高分子与无机物之间的桥梁而受到了越来越多的关注。而多面体低聚倍半硅氧烷(PoSS)纳米粒子的使用，使得杂化材料的设计变得非常有效且易行。官能化POSS比较有效的制备方法有缺角闭环法和官能团衍生法。后者利用硅原子上的反应基团进行官能团转化，通常采用氢基POSS为原料，通过硅氢加成反应引入新的活性基团。本文以八乙烯基笼型倍半硅氧烷(0vS)为原料，采用两种新的方法，制备了多羟基PoSS(MHS)。并在此基础上，采用离子型化学修饰法制备出了在无溶剂条件下具备类液体行为的POSS类流体。主要研究内容如下：(1)采用高锰酸钾氧化

2、OVS和巯基乙醇改性OVS两种方法制备了多羟基POSS。通过TEM观察产物的微观形态，发现它们主要呈现非常规整的菱形或长方形结构。它们具有较好的溶解性，能够溶于多种有机溶剂。(2)采用MHS表面接枝改性法制备POSS类流体。它们具有相似的微观形貌，主要呈现规整的菱形或长方形结构。在偏光显微镜下可以看到在聚合物暗场中存在明亮的无机纳米晶粒。这种有机．POSS杂化材料显示了无溶剂条件下的类液体行为。(3)将OVS分别与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和聚偏氟乙烯(PVDF)进行溶液共混，制备了聚合物／OVS复合材料。研究发现OVS能够降低聚合物的介电常数，对聚合物的电导率

3、影响不大，在介电材料方面有潜在的应用价值。(4)将制得的MHS分别与PVB和PVDF进行溶液共混，制备了聚合物／MHS复合材料。研究发现MHS能够提高聚合物的介电常数，并使得常温下MHS／PVB体系的电导率达到5．04x10一S／cm，MHS／PVDF体系的电导率达到3．74x10～S／cm，能够作为半导体应用。(5)将制备的POSS类流体分别与PVB和PVDF进行溶液共混，制备了POSS类流体／聚合物复合材料。研究发现POSS类流体／PVB和POSS类流体／PVDF复合材料在常温下的电导率分别为4．13x10。S／cm矛11．24x10～S／cm。这个数据表

4、明POSS类流体对聚合物电性能的改善作用很好，是一种优良的抗静电剂，在半导体方面具有广阔的应用Ij{『景。关键词：多羟基POSS，POSS类流体，杂化材料，电导率AbstractOrganic-inorganichybridmaterialshaveattractedagreatdealofattentionrecentlyduetomeirpotentialascandidatematerialsforbridgingthegapbetweenorganicpolymersandinorganicceramics．Inparticular,theuseofp

5、olyhedraloligomericsilsesquioxane(POSS)nanoparticleshasbeendemonstratedtobeanefficientmethodinthedesignofhybridmaterials．TwoefficientmethodsforpreparingfunctionalPOSSinvolvethecomer-cappingofincompletelycondensedPOSStrisilanolsandfunctionalizingPOSScagesthathavebeenformed．Thelatteri

6、mposefunctionalgrouptransformationofthereactivegrouponauniquesiliconatom，Hydrodo—POSSspeciesisusuallyusedasmaterial，andnewfunctionalgroupsCanbeintroducedbyhydrosilylationreaction．InthisPaper,OctavinylPOSS(ovs)WasusedasmaterialandMultihydroxylPOSS(MHS)Wasprepared．Then，bymeansofion-ty

7、pechemicalmodificationandfurtherionchangereaction，solventlessPOSSwithliquid-likebehaviorintheabsenceofadiluentorsolventaresynthesized．ThesePOSScontainingcompoundswerelaterintroducedtopolymerstoproducecompositematerialsviasolutionblending，andtheirdielectricandconductivitieswerethente

8、stedbytheHIOKl3532-