有機(jī)-POSS雜化材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來(lái)，有機(jī)—無(wú)機(jī)雜化材料作為連接有機(jī)高分子與無(wú)機(jī)物之間的橋梁而受到了越來(lái)越多的關(guān)注。而多面體低聚倍半硅氧烷（POSS）納米粒子的使用，使得雜化材料的設(shè)計(jì)變得非常有效且易行。官能化POSS比較有效的制備方法有缺角閉環(huán)法和官能團(tuán)衍生法。后者利用硅原子上的反應(yīng)基團(tuán)進(jìn)行官能團(tuán)轉(zhuǎn)化，通常采用氫基POSS為原料，通過(guò)硅氫加成反應(yīng)引入新的活性基團(tuán)。 本文以八乙烯基籠型倍半硅氧烷（OVS）為原料，采用兩種新的方法，制備了多羥基POSS（MHS

2、）。并在此基礎(chǔ)上，采用離子型化學(xué)修飾法制備出了在無(wú)溶劑條件下具備類(lèi)液體行為的POSS類(lèi)流體。 主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）采用高錳酸鉀氧化OVS和巰基乙醇改性O(shè)VS兩種方法制備了多羥基POSS。通過(guò)TEM觀察產(chǎn)物的微觀形態(tài)，發(fā)現(xiàn)它們主要呈現(xiàn)非常規(guī)整的菱形或長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。它們具有較好的溶解性，能夠溶于多種有機(jī)溶劑。（2）采用MHS表面接枝改性法制備POSS類(lèi)流體。它們具有相似的微觀形貌，主要呈現(xiàn)規(guī)整的菱形或長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。在偏光顯微鏡下可以

3、看到在聚合物暗場(chǎng)中存在明亮的無(wú)機(jī)納米晶粒。這種有機(jī)—POSS雜化材料顯示了無(wú)溶劑條件下的類(lèi)液體行為。（3）將OVS分別與聚乙烯醇縮丁醛（PVB）和聚偏氟乙烯（PVDF）進(jìn)行溶液共混，制備了聚合物/OVS復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)OVS能夠降低聚合物的介電常數(shù)，對(duì)聚合物的電導(dǎo)率影響不大，在介電材料方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。（4）將制得的MHS分別與PVB和PVDF進(jìn)行溶液共混，制備了聚合物/MHS復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)MHS能夠提高聚合物的介電常數(shù)，并使

4、得常溫下MHS/PVB體系的電導(dǎo)率達(dá)到5.04×10—8S/Cm，MHS/PVDF體系的電導(dǎo)率達(dá)到3.74×10—7S/cm，能夠作為半導(dǎo)體應(yīng)用。（5）將制備的POSS類(lèi)流體分別與PVB和PVDF進(jìn)行溶液共混，制備了POSS類(lèi)流體/聚合物復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)POSS類(lèi)流體/PVB和POSS類(lèi)流體/PVDF復(fù)合材料在常溫下的電導(dǎo)率分別為4.13×10—7S/cm和1.24×10—6S/cm。這個(gè)數(shù)據(jù)表明POSS類(lèi)流體對(duì)聚合物電性能的改善作用