笼型低聚倍半硅氧烷/硅橡胶复合材料的制备及性能进展

发布时间：2021-04-11 15:36

　　利用笼型低聚倍半硅氧烷（POSS）对聚合物进行改性,已经成为近年来高分子材料领域的研究热点。其中,将POSS作为功能填料引入硅橡胶,制备POSS/硅橡胶复合材料,是有机硅材料改性的重点方向。与其他填料相比,POSS具有独特的有机-无机杂化结构,同时具备纳米级尺寸且粒径均一,可以在聚合物基体中达到分子水平的分散。POSS的这些优点使硅橡胶材料的性能进一步优化,可大大拓宽其应用范围。POSS所具有的类似SiO₂的笼型内核,赋予其较高的耐热性和优良的力学性能。因此,POSS的引入对硅橡胶材料的热稳定性能和力学性能的影响尤其显著。近几年,随着具有特殊官能团的新型POSS单体的出现,POSS/硅橡胶复合材料的性能得到进一步提升,在一些特殊领域获得一定应用。POSS作为阻燃填料,已经在硅橡胶绝热材料领域取得了不错的应用效果;将某些含氟的POSS单体引入硅橡胶中,能够明显降低硅橡胶材料的介电常数,可将其作为性能优良的低介电材料使用;用POSS作为填充粒子制备的POSS/硅橡胶混合基质膜,兼具有机膜与无机膜的优势,同时具有较高的热稳定性,已经在气体分离、生物醇回收等领域展现出较好... 

【文章来源】：材料导报. 2020,34(21)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【图文】：

POSS的分子结构

POSS的合成方法:(a)水解缩合法;(b)顶角-盖帽法;(c)官能团转化法

顶角-盖帽法是制备单官能化POSS的主要方法，首先通过硅烷水解制备缺角的POSS前驱体，然后再利用特定硅烷单体通过闭环反应进行“补角”，反应过程如图2b所示。该方法副产物少，后处理简单，产率高。Blanco等[13]首先合成了不完全缩合的三硅醇异丁基POSS、三硅醇环戊基POSS、三硅醇苯基POSS，然后在乙醇、四氢呋喃等混合溶剂中，与正己基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷和正癸基三乙氧基硅烷分别进行顶角-盖帽反应，得到一系列单官能化POSS单体。张韬毅等[14]以七异丁基三硅醇POSS和三氯硅烷或三乙氧基硅烷化合物为原料，用顶角-盖帽法得到了硅氢基、乙烯基、烯丙基、氨丙基、巯丙基5种单官能七异丁基POSS。Liu等[15]以三硅醇苯基POSS与氯甲基苯基三氯硅烷为原料，四氢呋喃作溶剂，三乙胺作催化剂，经顶角-盖帽反应得到氯甲基苯基单取代的POSS化合物。

【参考文献】：
期刊论文
[1]耐高温硅橡胶的研究进展[J]. 孙希路,刘春霞,许鑫江,马凤国.  有机硅材料. 2018(01)
[2]苯基硅橡胶性能的研究进展[J]. 孙全吉,黄艳华,吴娜,范召东,刘嘉.  有机硅材料. 2018(01)
[3]八乙烯基笼型倍半硅氧烷的合成及其对硅橡胶性能的影响[J]. 凌方唯,张典,李泽华,黄光速.  合成橡胶工业. 2016(06)
[4]含有不同取代基的POSS在硅橡胶中的自组装及其对硅橡胶热稳定性的影响[J]. 刘玉峰,朱志勇,黄安民.  塑料工业. 2016(06)
[5]含POSS侧基甲基含氢硅油的制备及应用性能[J]. 陈凡,王瑞,李言,林欣,程珏,张军营.  粘接. 2015(10)
[6]Vi-POSS衍生物在液体硅橡胶的应用研究[J]. 卢秀娴,李坚,张保坦.  化工新型材料. 2014(06)
[7]多面低聚倍半硅氧烷的合成及其对硅橡胶改性的研究进展[J]. 刘涛,马凤国.  合成橡胶工业. 2014(03)
[8]多乙氧基POSS的合成及在RTV硅橡胶中的应用[J]. 薛亮忠,林晓丹,马文石,罗钟瑜.  有机硅材料. 2013(06)
[9]笼形倍半硅氧烷/硅橡胶复合材料的性能研究[J]. 范敬辉,张凯,吴菊英.  橡胶工业. 2013(04)
[10]单官能POSS的合成及性质研究[J]. 张韬毅,张倩,李滔,徐日炜.  化工新型材料. 2013(03)

硕士论文
[1]新型POSS阻燃剂的制备及其应用性能研究[D]. 袁章林.上海工程技术大学 2016
[2]硅基绝热材料配方及POSS的应用探索研究[D]. 姜本正.国防科学技术大学 2011



本文编号：3131520