笼型八乙烯基倍半硅氧烷的合成及结晶行为研究-论文.pdf

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1、研究·开发请机

2、l材料，2014，28(1)：1～5SILICONEMATERIAL笼型八乙烯基倍半硅氧烷的合成及结晶行为研究木窦金涛，曹姣洁，李春晓，朱庆增一，主沉浮～(山东大学，济南250100)摘要：以乙烯基三乙氧基硅烷为原料，在酸催化下通过水解缩合反应，合成了八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(OVPOSS)。采用红外、核磁和x射线衍射等分析手段对产物进行了表征，研究了OVPOSS在四氢呋喃(THF)溶剂中的结晶情况。结果表明，合成产物为笼型ovPoss。OVPOSS的TI-IF溶液放在30~C的开放体系中结晶时，晶体的形貌为树枝状；放

3、在20℃的开放体系中结晶时，晶体的形貌为锥形；放在20℃的封闭体系中结晶时，晶体的形貌为方形。结晶过程中OVPOSS晶体的晶胞参数没有发生改变，晶体的初始分解温度(质量损失率为5％时)为270℃。关键词：乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基，倍半硅氧烷，笼型，结晶，晶体，形貌中图分类号：0634．41文献标识码：A文章编号：1009—4369(2014)01—0001—05多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是一种内馏，收集160～162~C馏分，山东曲阜万达化工部由si一0一si键组成无机骨架、外部连接有机有限公司；盐酸：AR，莱阳经济技术开发区精基

4、团的三维有机／无机纳米级杂化材料，具有熔细化工厂；丙酮、二氯甲烷：AR，天津市富宇点高、化学稳定性好和介电性能优越等特点¨，精细化工有限公司；四氢呋喃(THF)：HPLC，在发光材料、介电材料、液晶材料、生物医学材国药集团化学试剂有限公司。料、耐热阻燃材料和催化剂等领域有广泛的应1．2OVPOSS的制备用J。c．Y．Jung等人通过扫描电子显微镜和透OVPOSS的合成反应见式1。射电子显微镜研究了八甲基倍半硅氧烷与八乙基OcH2cH3倍半硅氧烷的结晶J。X．Huang等人通过溶液混合法制备低密度聚乙烯／八乙烯基多面体低聚cH2一cH—si

5、一0cH2cH3倍半硅氧烷(OVPOSS)复合材料时发现，基体中存在POSS晶体颗粒J。OVPOSS能在复合物基体中聚集，且POSS含量越高颗粒聚集越明显J。W．Guan等人通过溶液共混和旋涂的方等㈩法研究聚己内~／POSS复合材料的形貌时发现，规则的OVPOSS方形晶体随机分散在聚己内酯基体中，但未对其结晶行为进行研究J。OVPOSS的结晶在复合材料中可以观察到，但目前还没人将19．04g乙烯基三乙氧基硅烷、350mL丙研究过OVPOSS在溶液中的结晶行为。酮、一定量的浓盐酸和去离子水加到500mL三口本实验以乙烯基三乙氧基硅烷为原料，

6、在酸圆底烧瓶中，机械搅拌，在45℃、氮气保护下反应催化下通过水解缩合反应，合成了高纯度的40h；然后过滤，用无水乙醇清洗沉淀，60℃下干OVPOSS，并对产物进行了表征，重点研究了燥3h，得粗产品；再用二氯甲烷重结晶，60~C真OVPOSS在四氢呋喃中的结晶行为。收稿日期：2013—05—07。l实验作者简介：窦金涛(1986一)，男，硕士生，主要从事有机硅材料的研究。1．1主要原料}基金项目：山东省自然科学基金资助项目(ZR2(109BM038)。乙烯基三乙氧基硅烷：工业级，使用前蒸}}联系人，E—mail：jt—dou08@126．e

7、om。荫机以材料第28卷空干燥20h，得OVPOSS4．58g，产率34．2％。1．3OVPOSS的结晶称取0．2g的OVPOSS，加入10mLTHF．使OVPOSS完全溶解；用直径0．2Ixm的过滤头过滤溶液，滤液放入培养皿中，在一定温度下挥5．87发，挥发过程中用光学显微镜观察晶体形貌。J．1．4测试与表征98765432l0化学位移红外(fvr—IR)：采用德国Bruker公司的图2OVPOSS的HNMR谱图Tensor～27型傅立叶红外光谱仪测试，KBr压片：核磁(NMR)：采用德国Braker公司的AV400超导傅立叶变换核磁共

8、振仪测试；x射线粉末衍射(XRD)：采用德国Braker公司的D8Advancex—raydiffractometer衍射仪测定，cuK辐射，入=0．15406nm，扫描范围为8。<20<70。；晶体形貌：采用Q—imaging(MicroPublicer5．0RTV)公司的OLYMPUSBX51光学显微镜观察。2结果与讨论19017015013011090705O3O102．1产物的表征化学位移6图1～图5分别是产物的FT—IR、H图3OVPOSS的”CNMR谱图NMR、CNMR、SiNMR和XRD图谱。80600．40．80．120化

9、学位移8图4OVPOSS的凹SiNMR谱图25002000150010005006=7．27处为CDC1溶剂的吸收峰。谱图中未出波数／cm现si—OH的吸收峰，说明反应物的水解缩合反OVPOS