無機(jī)論文poss聚合物納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展(編輯修改稿)
2025-07-13 06:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 POSS用 量的增加 ,玻璃化溫度逐漸提高 ,并且在 POSS用量相同時(shí) ,環(huán)己基 POSS 聚合物比環(huán)戊基 POSS 聚合物提高明顯 .另外 ,在 POSS 降冰片烯聚合物中能觀察到機(jī)械松弛現(xiàn)象 ,而在純降冰片烯均聚合物中卻觀察不到該現(xiàn)象 聚酰亞胺 (P I) / POSS 納米復(fù)合材料的制備 P I/ POSS 的納米復(fù)合材料可以通過兩步合成 [ 27 ]。第一步 ,由八元氨基苯倍半硅氧烷 (OAPS) N2甲基吡咯烷酮 (NM P)的溶液與聚酰胺酸 (PAA )溶液混合反應(yīng) 。第二步 ,形成的縮聚溶液經(jīng)亞胺酸化處理即得到產(chǎn)品 .由于聚酰 亞胺的突出性質(zhì) ,如良好的拉伸模量、熱穩(wěn)定性好、介電性質(zhì) ,被廣泛用于微電子領(lǐng)域 .在 P I材料中由加入 POSS 后 ,由于 POSS 與 P I之間有很強(qiáng)的共價(jià)鍵作用 ,從而使合成的復(fù)合材料在熱力學(xué)機(jī)械性能又有了明顯改善 。并且在體系中 ,隨著交聯(lián)密度的提高 ,玻璃化溫度也升高 ,熱膨脹系數(shù)減小 ,熱穩(wěn)定性也明顯提高 . 聚氨酯 (PU ) / POSS 納米復(fù)合材料的制備 Fu等 [ 24 ]先用氫化二甲基硅烷處理 POSS 單體 ( Si8O12R8) ,得到 hydridoPOSS,然后再對(duì)用二丙烯基雙酚 A處理 ,得到 BPAPOSS,以含有二羥基的 BPAPOSS作為擴(kuò)鏈劑 ,與聚四甲基二醇 (PTM G)、二苯甲烷二異氰酸酯 (MD I)制備聚氨酯基 POSS納米雜化材料 (POSS / PU ) ,合成路線見圖 , POSS / PU表現(xiàn)出極高的彈性模量和抗張強(qiáng)度 .Neumann等 [ 28 ]將 POSS 與異丙烯基二甲基芐基異氰酸酯進(jìn)行氫化硅烷化 ,得到表面官能團(tuán)化的帶有八異氰酸酯基的有機(jī) POSS 大分子體 ,如圖 6 所示 ,用于制備聚氨酯基 POSS 雜化材料 ,發(fā)現(xiàn)這種納米雜化材料表現(xiàn)出極好的阻熱性能 ,熱穩(wěn)定性大大提高 . 聚合物納米復(fù)合材料的應(yīng)用 在聚合物體系中加入 POSS 生成新的聚合物體系或者 POSS 的均聚物、共聚物體系 , POSS籠 ( Si— O 核直徑在 1～ 3 nm )就相當(dāng)于納米增強(qiáng)相能夠提高材料的使用溫度和分解溫度、機(jī)械性能、抗氧化性等。 4. 1 在高溫潤滑劑中的應(yīng)用 噴射式渦輪機(jī)中 ,在高溫下經(jīng)常使用潤滑劑高效使用渦輪機(jī)需要克服兩方面的問題 ,第一方面是提高系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度 。第二方面是保持低溫下可泵抽性等已經(jīng)研究了 POSS 混合物在此方面的運(yùn)用 ,這主要?dú)w因于 POSS 混合物的高溫穩(wěn)定性以及其籠狀結(jié)構(gòu)利于 低溫下的可泵抽性。 4. 2 在樹脂中的應(yīng)用 POSS 接枝到環(huán)氧樹脂上 ,成為主鏈的端基 ,降低環(huán)氧樹脂的交聯(lián)密度 ,提高其韌性 [ 33 ].同樣也可以運(yùn)用在聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等烯類樹脂的改性 4. 3 其他方面的應(yīng)用 由于 POSS 含有籠狀結(jié)構(gòu) ,使得 POSS 聚合物納米復(fù)合材料的吸附性能得到了大大的提高 ,在表面活性劑 [ 34 ]、環(huán)境保護(hù) [ 35 ]領(lǐng)域中有望得到廣泛應(yīng)用 。另外 , POSS還有很好的抗原子氧的能力 , POSS聚合物復(fù)合材料的表面和原子氧生成二氧化硅 ,能進(jìn)一步阻止氧原子的進(jìn)入 , 因此在航空 [ 31 ]等領(lǐng)域中也有巨大的應(yīng)用前景 POSS 作為一種新型的有機(jī) 無機(jī)雜化納米粒子 , 因獨(dú)特的結(jié)構(gòu)在改性聚合物方面有著先天的優(yōu)越性 , 與傳統(tǒng)的無機(jī)納米粒子相比 , 它具有更廣闊的應(yīng)用前景。雖然人們已廣泛地研究了 POSS/ 納米復(fù)合材料 ,并取得了一些有價(jià)值的研究成果 , 但是仍存在一些需要解決的問題 : ( 1) 不同的 POSS 分子、聚合物、制備方法、制備條件都會(huì)影響 POSS/聚合物納米復(fù)合材料的性質(zhì)。探索 POSS/ 聚合物納米復(fù)合材料制備的新工藝、新方法顯得很重要。 ( 2) 納米填料 的分散對(duì)納米聚合物的性能至關(guān)重要 , 所以如何使 POSS 在聚合物中達(dá)到納米級(jí)、均一的分散是研究者下一步應(yīng)該考慮的問題。 ( 3) 目前對(duì) POSS/ 聚合物納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、形貌、力學(xué)性能、熱學(xué)性能、熱機(jī)械性能的研究比較缺乏 , 因此從機(jī)理上研究和探索 POSS 對(duì)聚合物性能的影響也是研究者下一步的任務(wù)。 ( 4) 由于 POSS 分子的優(yōu)異性能 , 其在合成光、電、磁、催化等有特定效果的功能化 POSS/聚合物納米復(fù)合材料方面具有顯著的優(yōu)勢(shì) ,所以開發(fā)具有特殊性能的 POSS/ 聚合物納米復(fù)合材料也是一個(gè)重 要方向。 ( 5) 目前國內(nèi)外生產(chǎn) POSS 的廠家比較少、價(jià)格高等都限制了 POSS 的應(yīng)用 , 因此研究 POSS 合成技術(shù)、改進(jìn)生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本對(duì) POSS 的應(yīng)用推廣很關(guān)鍵。 參考文獻(xiàn)： [1]徐國財(cái) ,張立德 .納米復(fù)合材料 [M ].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021. [2]DrazkowskiDB,LeeA, in styrene2butadiene2styrene triblock copolymer graftedwith isobutyl2substituted polyhedral oligomeric silsesquioxanes[ J ]. Macromolecules, 2021, 40 (8) : 2798 2805 [3]Zucchi IA , Galante M J, Franchini E, et al. Monofunctional ep2oxy2POSS dispersed in epoxy2am ine works: effect of a p rereac2tion on the morphology and crystallinity of POSS domains [ J ].Macromolecules, 2021, 40 ( 4) : 1274 1282. [4]Nada A K, W icks D A , Madbouly S A , et al. Nanostructuredpolyurethane / POSS hybrid aqueous dispersions p repared by hom2ogeneous solution polymerization [ J ]. Macromolecules, 2021,39 ( 20) : 7037 7043. [5]Soong S Y, Cohen R E, Boyce M C, et al. Rate2dependent de2formation behavior of POSS2filled and p lasticized poly( vinyl chlo2ride) [ J ]. Macromolecules, 2021, 39 ( 8) : 2900 2908. [6]L iu H Z, Zheng S X, N ie K M. Morphology and thermomechani2cal p roperties of anic2inanic hybrid posites involvi
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