聚合物—笼型硅倍半氧烷杂化材料制备及性能研究
本文以苯基三氯硅烷(C6H5SiCl3)为原料，合成出了八苯基笼型硅倍半氧烷((C6H5)8Si8O12，POSS1)，八硝苯基笼型硅倍半氧烷((NO2)8(C6H4)8Si8O12，POSS2)，并分析了反应条件对产物的影响，确定了最佳反应条件。考察了所合成POSS的热性能，得出了POSS的晶胞参数，确定POSS1、POSS2的晶型为四方晶系。
采用半连续乳液聚合法合成了POSS2改性丙烯酸酯微乳液，对原位聚合法改性乳液的粒径进行了表征，证实样品粒径分布较窄，平均粒径77nm，POSS2的加入没有改变乳液粒径的大小，表明POSS是以纳米尺寸均匀分散在乳液中。热性能分析表明POSS2的加入明显提高了丙烯酸树脂的Tg，并且Tg随着POSS2含量上升而提高。加入POSS2使得乳液涂膜的拉伸强度大幅上升，而断裂伸长率略有下降，提高了涂膜的耐水、耐油性。
将POSS1、POSS3(八异丁基笼型硅倍半氧烷，(C4H9)8Si8O12)分别与TPU8190、TPU1190熔融共混制备了一系列的聚合物杂化材料。通过现代分析手段对其热性能、力学性能、加工流变性能、回弹行等进行了考察。TGA数据表明，加入POSS对于所有体系的热分解机理没有显著影响。DMA数据显示在较低的POSS含量下，POSS1/TPU8190、POSS3/TPU8190体系在T＜Tg时复合材料的储能模量E’低于纯TPU8190的E’，T＞Tg时复合材料的储能模量又高于纯TPU8190的E’；POSS1/TPU1190、POSS3/TPU1190体系则正好相反，说明不同种类的POSS对TPU粘弹性的影响是不同的。力学性能的研究表明TPU-POSS杂化材料的断裂伸长率明显提高，而断裂强度和模量有不同程度的下降。哈克流变实验表明，少量POSS的加入使得材料能够迅速达到最大扭矩及平衡扭矩，并且平衡扭矩和平衡温度明显下降，说明POSS的加入提高了材料的加工流动性，可以较大的降低加工温度并有利于内部的传热，使得材料的加工性能得到大幅度的提高。POSS对于材料的回弹性影响不大。
硅倍半氧烷;丙烯酸酯乳液;涂膜耐水;晶胞参数
北京化工大学
硕士
材料学
李齐方
2006
中文
TQ264.17
90
2006-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）