POSS基高分子材料的制备及热性能研究

【摘要】：本论文通过自由基聚合方法合成了系列POSS基高分子材料,采用FTIR、~1H-NMR、~(29)Si-NMR和UV等方法对它们的结构进行了表征,并详细探讨了聚合物的结构与性能之间的关系。主要研究内容如下: 1.详细综述了POSS单体的合成、POSS基高分子材料的制备方法及结构对性能的影响。 2.利用八乙烯基POSS分别与苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、对乙酯基苯乙烯(AS)、对羟基苯乙烯(HS)以及乙烯基吡咯烷酮(VP)等进行共聚,制备了五个系列的POSS基高分子材料。 3.分别采用FTIR、~1H-NMR、~(29)Si-NMR和UV等方法对五个系列POSS基高分子材料进行了表征,证实POSS已与共聚单体发生了聚合反应;并通过红外标准曲线和紫外标准曲线以及核磁积分面积对共聚物中POSS的含量进行了计算,发现可以通过投料比来控制共聚物的组成。 4.通过对~1H-NMR谱的计算,POSS分子中约有5-8双键参与了聚合,并初步认为PS-POSS、PMMA-POSS、PAS-POSS和PHS-POSS系列聚合物主要以星型结构为主,而PVP-POSS聚合物主要以网络结构为主。 5.采用DSC、TGA等测试手段研究POSS基团对材料热性能的影响,并从纳米效应、偶极作用、氢键作用和物理聚集作用等方面探讨了POSS对材料热性能的影响机制,同时发现星型结构和网络结构的POSS基高分子材料有着比线性结构的POSS基高分子材料更为优越的热性能。