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《东北林业大学》 2009年
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硅氧烷桥环糊精的合成、表征与应用

王环峰  
【摘要】: 硅氧烷(DMS)是主链由硅和氧组成的有机高分子合成材料。它的主要特征是Si-O-Si键较长,键角较大,这使得Si-O-Si键容易旋转,分子间作用力小及分子呈高柔顺态,由于以上特性所以硅氧烷类高分子材料具有很多优异的物理、化学性能,如耐高低温性能、耐氧化性、耐候性、憎水性等。在最近的研究中人们发现将各种功能基团引入硅氧烷,不仅能保留硅氧烷的各种特性,还可赋予硅氧烷一些新的功能。 β-环糊精(β-CD)是一种环状多糖,它是由7个吡喃葡萄糖结合而成,每个单元有3个-OH,由于-OH的空间位置不同,所以其反应活性不同,通常可将其分为两组,即活性高的2、6位-OH和活性较低的3位-OH。到目前为止有关β-CD与硅氧烷所形成的聚合物由于对手性化合物有一定的分离功能而用作毛细管气相色谱的固定相研究较多,其它方面新应用领域的开发仍然较为缺乏。 本文以β-CD、烯丙基缩水甘油醚、含氢硅油为原料通过Si-H与C=C间硅氢加成反应以及环氧丙基与环糊精外表面羟基间的醚化反应,合成线形硅氧烷桥环糊精(CDS)和四臂星形硅氧烷桥环糊精(FSCD)。利用FTIR、~(29)Si NMR、XRD、~1H NMR、~(13)C NMR、TGA等测试手段对结构、热性质等进行了表征。 CDS与成炭发泡剂(CFA)和聚磷酸铵(APP)复配制成了新型膨胀阻燃剂,用于阻燃聚丙烯树脂(PP)。实验发现,当CDS在阻燃剂中含量为6.25mass%时,氧指数提高到35%,并通过UL-94 V0级测试。阻燃材料的拉伸、弯曲、冲击强度明显得到提高。TGA测试结果表明:CDS使PP-IFR的起始分解温度提前、残炭量增加。对比添加和未添加CDS阻燃材料的SEM图像发现:CDS的添加使复合材料的脆断面坚实光滑,炭层紧密稳定。 应用反相气相色谱(IGC)技术,对β-CD、FSCD两种聚合物表面表面性质进行了表征。实验结果显示,有机硅氧烷的引入使得FSCD的表面自由能较β-CD降低;Lewis酸性较β-CD提高。 利用热重分析技术(TGA)定量表征CD、CDS、FSCD三种物质的热降解反应过程。对比Kissinger和Ozawa方法求解动力学参数活化能E和指前因子A等动力学参数,良好的线性关系证实PP复合体系遵循求解的最概然机理函数f(a)。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O636.1

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【引证文献】
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