多面體低聚倍半硅氧烷（Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane）由于其自身的優(yōu)異性能被廣泛應(yīng)用于雜化改性聚合物,從而改善聚合物的各方面性能,得到一種新的復(fù)合材料。七苯基三硅醇低聚倍半硅氧烷（T₇-POSS）中含有三個(gè)未縮合的羥基可以與聚合物中的基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng),進(jìn)而被引入聚合物中;T₇-POSS本身具有較好的熱穩(wěn)定性,引入聚合物得到的復(fù)合材料其熱穩(wěn)定性較原聚合物有很大的提升,所以本文用T₇-POSS來雜化改性含鋯苯基硅樹脂。首先利用苯基三乙氧基硅烷（PTES）直接水解縮合得到T₇-POSS,然后再以苯基三乙氧基硅烷（PTES）、二苯基二甲氧基硅烷（DPDMS）、四苯基二甲基二硅氧烷（TPDS）、氯氧化鋯為原料進(jìn)行水解縮合制備含鋯苯基硅樹脂,之后將T₇-POSS用于雜化改性含鋯苯基硅樹脂,得到耐高溫的雜化硅樹脂,最后利用雜化硅樹脂制備耐高溫涂料。具體研究內(nèi)容如下:（1）以苯基三乙氧基硅烷（PTES）為原料,鹽酸作催化劑,丙酮為溶劑水解縮合法制備T

【文章來源】：陜西科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

有機(jī)-無機(jī)納米材料制備示意圖

Moore 等[18]用三氯硅烷進(jìn)行封角反應(yīng)，三乙胺用于催化斷裂硅鹵鍵和吸附氯化氫促進(jìn)反應(yīng)，合成了一系列單個(gè)不同多換芳烴基的七苯基 T8POSS，最高產(chǎn)率達(dá) 95％，由于這種方法可以合成帶有一個(gè)不同于其他七個(gè) R 基團(tuán)的 R'基團(tuán)的 T8POSS，在合成方面很大的參考價(jià)值。Feher[19]課題組采用升溫的方法，分別讓環(huán)戊基和環(huán)庚基三氯硅烷在丙酮水溶液中回流水解，很短的時(shí)間內(nèi)制備出理想產(chǎn)率的七戊基 POSS 三硅醇、七環(huán)庚基 POSS 三硅醇，但是該方法對環(huán)己基三氯硅烷的水解無效；進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)把丙酮水溶液換成乙腈水溶液時(shí)，環(huán)戊基三氯硅烷水解 18 小時(shí)就可以產(chǎn)出 64％的七戊基 POSS 三硅醇。張文紅[20]等在苯體系中用芐基三甲基氫氧化銨催化苯基三氯硅烷水解縮合得到籠狀八苯基多面低聚倍半硅氧烷，之后在四氫呋喃中四乙基氫氧化銨的作用下，通過頂點(diǎn)-打開法得到了三羥基七苯基多面低聚倍半硅氧烷，合成過程如圖 1-2 所示。利用核磁、紅外、元素分析、質(zhì)譜等技術(shù)對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并采用熱重分析其熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，反應(yīng)主產(chǎn)物為不完全縮合的七苯基三羥基多面低聚倍半硅氧烷，其初始分解溫度高，熱穩(wěn)定性良好。與以往的合成方法相比，該法顯著縮短了反應(yīng)時(shí)間，并提高了產(chǎn)率，從而為 POSS 在納米雜化材料領(lǐng)域的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

合成了一系列單官能度的 POSS，利用核磁共振光譜對它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的表征，文章側(cè)重于對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的表征分析。1.4 金屬雜化有機(jī)硅樹脂的研究進(jìn)展有機(jī)硅樹脂是具有高度交聯(lián)結(jié)構(gòu)的有機(jī)-無機(jī)聚合物，以 Si-O-Si 為主鏈，側(cè)基為有機(jī)基團(tuán)[25]。因其特殊結(jié)構(gòu)而具有優(yōu)異的耐熱穩(wěn)定性，故常作為成膜樹脂應(yīng)用于耐熱涂料中，但在 250℃以上普通硅樹脂使用效果不佳[26,27]。為了提高硅樹脂的耐熱性，可以對其進(jìn)行雜化改性，其中有機(jī)-無機(jī)雜化硅樹脂近年來成為研究的熱點(diǎn)[28]，有機(jī)-無機(jī)雜化硅樹脂可以由硅烷 RxSi( OR )４-x(X=1~2)和金屬或非金屬醇鹽 M(OR)x( M=Ti、Zr、B 等)以共水解縮聚的方法得到[29,30]。翟倩倩等[31]在乙醇體系中以乙酰丙酮( acac )為螯合劑，用鹽酸催化鈦酸四丁酯、甲基烷氧基硅烷、二甲基烷氧基硅烷、甲基苯基烷氧基硅烷水解縮合，利用溶膠-凝膠法制備了含鈦硅樹脂，圖 1-3 為合成路線。在不使用催化劑和室溫固化劑的情況下 140℃下 3天將鈦雜化硅樹脂固化。研究結(jié)果表明 Ti 元素被成功引入硅樹脂中，通過測試說明雜化硅樹脂中含 Si-O-Ti 共價(jià)鍵，隨鈦含量的增大鈦雜化硅樹脂的耐熱性能也相應(yīng)地提高。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3111947