含POSS交联聚合物的合成及表征

含POSS交联聚合物的合成及表征

论文摘要

倍半硅氧烷(POSS)是由Si-O组成的纳米大小无机笼型骨架芯即(SiO1.5)n,在其顶点处连接有机取代基团的特殊结构分子。POSS基高分子材料,由于其优异的热性能引起人们广泛兴趣,含POSS的交联聚合物由于具有多孔性,在吸附、催化、介电等方面有着广泛的应用前景,因此POSS交联聚合物材料的研究具有特殊意义。论文通过分子设计制备了一系列POSS交联聚合物,主要研究内容如下:(1)根据功能团的不同介绍了多功能团POSS的合成方法,总结了多面齐聚倍半硅氧烷的研究进展,讨论了它们的合成方法和应用。(2)合成了一种多功能团的POSS分子(T8H8)及三种不同结构的双烯功能团有机小分子,这些有机小分子可以通过硅氢化反应与POSS形成交联聚合物,在聚合物中作为连接链将POSS分子连接起来。(3)通过有机小分子与POSS分子的硅氢化反应,合成了POSS交联聚合物,优化了制备条件。用FTIR、29Si-NMR和X-ray对交联聚合物的结构进行表征,发现聚合物的交联密度可以由有机小分子与POSS的投料摩尔比来控制;TGA对聚合物的热性能研究表明,聚合物的热性能受聚合物交联度影响,交联度越大,聚合物的热稳定性越高。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 功能POSS合成及POSS杂化研究进展
  • 1.1 引言
  • 1.2 多反应性功能团POSS单体的合成
  • 1.2.1 含8个—H POSS分子的合成
  • 1.2.2 含乙烯基POSS的合成
  • 1.2.3 含环氧基团POSS分子的合成
  • 1.2.4 含胺类基团的POSS分子的合成
  • 1.2.5 含异腈酸根类基团POSS分子的合成
  • 1.2.6 含烷基卤功能团的POSS分子的合成
  • 1.2.7 含甲基丙烯酸酯类功能团的POSS分子的合成
  • 1.2.8 含氧氮杂萘功能团的POSS分子的合成
  • 1.3 POSS交联聚合物的研究进展
  • 1.3.1 从含H类POSS来制备交联聚合物
  • 1.3.2 从含C=C双键类功能团POSS分子制备交联聚合物
  • 1.3.3 从含环氧基团的POSS分子制备交联聚合物
  • 1.3.4 从含胺类功能团POSS分子制备交联聚合物
  • 1.3.5 由含降冰片烯基POSS分子制备交联聚合物
  • 1.3.6 从含氧氮杂萘功能团的POSS分子制备交联聚合物
  • 1.3.7 其它类型的POSS交联聚合物
  • 1.4 结语
  • 1.5 课题的提出及设计
  • 参考文献
  • 第二章 单体的合成及结构表征
  • 2.1 前言
  • 2.2 设计的目标单体和合成路线
  • 2.2.1 设计的目标单体
  • 2.2.2 单体化合物的合成路线
  • 2.3 单体化合物合成实验及结构分析
  • 2.3.1 合成所用主要试剂及原料
  • 2.3.2 主要仪器
  • 2.3.3 无水试剂的制备
  • 2.3.3.1 无水三乙胺的制备
  • 2.3.3.2 无水四氢呋喃的制备
  • 2.3.3.3 无水甲苯的制备
  • 2.3.4 合成实验及结构分析
  • 8H8的合成及表征'>2.3.4.1 T8H8的合成及表征
  • 2.3.4.2 对烯丙基醚基苯甲酸(化合物1)的合成及表征
  • 2.3.4.3 对烯丙氧基苯甲酰氯(2)的合成
  • 2.3.4.4 二烯单体3A-3C的合成及表征
  • 2.3.4.4.1 3A[4,4’-二(4-烯丙氧基苯甲酸)苯酯]的合成
  • 2.3.4.4.2 3B[4,4’-二(4-烯丙氧基苯甲酰)苯胺]的合成
  • 2.3.4.4.3 3C[4,4’-二(4-烯丙氧基苯甲酰)苯二肼]的合成
  • 2.4 结论
  • 参考文献
  • 附图
  • 第三章 含POSS交联聚合物的合成与表征
  • 3.1 前言
  • 3.2 设计的目标聚合物和合成路线
  • 3.2.1 设计的目标聚合物
  • 3.2.2 目标聚合物的合成路线
  • 3.2.3 目标聚合物的合成条件选择
  • 3.2.3.1 催化剂的选择
  • 3.2.3.2 溶剂的选择
  • 3.2.3.3 封端剂的选择
  • 3.3 目标聚合物的合成及结构分析
  • 3.3.1 合成所用主要试剂及原料
  • 3.3.2 主要仪器
  • 3.3.3 无水试剂的制备
  • 3.3.4 聚合物的合成及结构分析
  • 3.3.4.1 PAn,PBn,PCn的合成及结构分析
  • 3.3.4.1.1 PAn的合成及结构分析
  • 3.3.4.1.2 PBn的合成及结构分析
  • 3.3.4.1.3 PCn的合成及结构分析
  • 3.3.4.2 PAn-H的合成及结构分析
  • 3.3.5 单体B,C与POSS不能反应的原因分析
  • 3.3.5.1 换溶剂,增加反应时间
  • 3.3.5.2 不换溶剂,沉淀及其溶液都保留,进行测试分析
  • 3.4 聚合物的聚集态表征
  • 3.5 聚合物的热性能表征
  • 3.6 结论
  • 参考文献
  • 附图
  • 致谢
  • 硕士期间发表或接收的学术论文目录
  • 相关论文文献

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