笼型倍半硅氧烷的制备及其在聚合物改性方面的研究

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1、隶劫大·譬工程硕士学位论文笼型倍半硅氧烷的制备及其在聚合物改性方面的研究专业名称：丝堂至墨研究生姓名：直盟导师姓名：超生筵SynthesisofPolyhedraloligomericSilsesquioxanewithdifferentfunctionalgropsandtheirapplicationinpolymerADissertationSubmittedtoSoutheastUniVersityFormeAcademicDe伊eeofMasterofEngineeringBYJixinSupervisedbyProfessorQIZ

2、heng-jianSch001ofChemis时andChemicalEngineeringSoutheastUniVersityDecember．20132东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：雏日期：州、7东南大学学位论文使用授权声明

3、东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：—≥牡导师签名：司啦日期：摘要笼型倍半硅氧烷(polyhedral01igomericsilsesquioxaJle，以下简称POSs)，是一种笼状结构的有机／无机杂化分子。具有反应活性的POsS能够以化学键合的方式引入聚合物

4、中，与聚合物形成真正意义上的分子级复合，提高聚合物的热稳定性、机械强度、阻燃性、抗老化和抗氧化等性能。开发新型的POSS基聚合物材料具有非常重要的学术意义和实际应用价值。本论文采用直接水解法、官能团衍生法和顶点一盖帽法三种不同的方法合成了一系列具有不同活性官能团的PoSS，并通过化学键合将单乙烯基笼型倍半硅氧烷(MV-PoSS)和单氯基笼型倍半硅氧烷(MCl．PosS)分别接枝于含氢聚硅氧烷侧链和端羟基聚氧乙烯醚的主链上，制备POSS掺杂型有机无机共聚物，并对其热稳定性能进行了探索研究，具体研究内容：1、使用直接水解法合成了不完全缩合的七异丁基

5、三硅羟基笼型倍半硅氧烷，通过红外光谱可以看出，其初步具备了笼状结构。七个硅连接的都是非活性官能团七异丁基并含有3个硅羟基，为进一步通过顶点．盖帽法引入其他官能团创造了条件。2、采用顶点．盖帽法制备了Mcl-POSS和MV-POSS。用红外光谱(FTIR)，核磁共振(NMR)分析了MCl—POSS和Mv-POSS的结构，确定了其为八聚结构。通过X射线衍射(XRD)分析了MCl—POSs和Mv-POSS的晶体结构，确定了其绝大部分为晶体，但存在少量非晶结构。从MCl．POSS和Mv-POSS的热重分析(TGA)结果可以看出，笼型结构闭合后，POSS

6、的热失重变为2个过程，开始分解温度为162℃，分解5％的温度为258℃，400℃时失重率为44％。3、使用官能团衍生法制各了MOH-PosS(MOH—POSS)，用红外光谱、核磁共振、Ⅺm和TGA对其进行了分析和表征，结果显示：在水解过程中，POSS的笼状结构没有被破坏；XRD表明，所制备的MOH—POsS多为晶体结构：TGA结果显示：开始分解温度为210℃，分解5％的温度为252℃。400℃时失重失重率为48％。4、TGA结果还表明：七异丁基三硅羟基笼型倍半硅氧烷的初始分解温度最低，但分解过程最为缓慢，这是由于与完全闭合的笼状结构相比，七异丁

7、基三硅羟基笼型倍半硅氧烷独特的不闭环结构使其具有大量的硅羟基，硅羟基之间的作用力使单个分子的运动变得困难；MCl—POSS的热失重最快，MOH．POSS比MCl—POSS失重速率慢是由于硅羟基(Si-oH)和硅原子(Si)间形成氢键，加大了分子间的相互作用力；在400℃时，三种单官能团笼型倍半硅氧烷的失重率几乎相同，均在47％左右。5、通过硅氢加成反应将MV-POSS与含氢聚硅氧烷共价接枝，将PoSS笼状结构引入到有机聚硅氧烷的侧链，制备了P0ss共价掺杂型有机硅匀泡剂，用红外光谱、核磁共振和TGA对其进行了分析表征，结果表明：Mv-POSS与

8、有机硅匀泡剂发生了共价接枝反应，POSS共价掺杂型有机硅匀泡剂显示出了极佳的耐热性能，在400℃时失重率仅为25％。I摘要6、通过willi锄s反应将