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不同官能团POSS化合物的合成及其应用的探索性研究

朱伟亮  
【摘要】:多面齐聚倍半氧硅烷(POSS)是一种新型有机硅材料,该类化合物具有高度对称的空间立体结构,分子内核为硅氧骨架结构,最常见的结构为含有8个Si原子(T8)的化合物,顶角的Si原子连接有相同或不同种类的官能团。POSS类化合物由于具有稳定性较高的Si-O键构成的高度对称立体结构具有良好的稳定性和介电性能,在航空航天、介电材料、耐火材料、耐磨材料等领域的应用越发广泛,POSS化合物本身的价格也在逐渐降低。因此,近年来,POSS化合物的的研究逐渐成为热点,应用领域大大拓展。 在以往文献中已有较为成熟的POSS化合物合成方法,本论文基于实验室现有条件,合成了5种不同官能团的多官能团POSS化合物,并对其进行红外、核磁硅谱、热重分析、元素分析等表征,确定所制备POSS化合物为预期结构。 本论文将制备的POSS化合物用于改性双酚A类环氧树脂材料,主要采用的改性方法为物理掺杂改性和化学接枝改性两种,并对改性后的环氧树脂材料的热稳定性、玻璃化转变温度和表面性质进行了研究。以往文献报道并没有对两种改性方式的效果进行系统的研究和探讨,本论文尝试基于实验结果对POSS化合物通过两种不同方式改性的环氧树脂进行了系统的比较分析。 此外,本论文针对POSS化合物核心骨架具有确定大小和规整结构的特点将其用于制备有序介孔/微孔炭材料中,POSS化合物在氮气高温焙烧后形成二氧化硅,用10%的HF溶液对其进行处理,得到高度有序的介孔/微孔复合材料,并通过透射电镜(TEM)观察该材料不同晶面可以确定其结构为高度有序的。


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