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本文首先采用“不完全水解缩合法”合成了七苯基笼型硅烷,后又通过“顶端封角法”制备了单个乙烯基的八聚笼形倍半硅氧烷(乙烯基POSS);再经过半连续乳液聚合的方法将单乙烯基POSS与醋酸乙烯酯(Vac)和丙烯酸丁酯(BA)单体进行共聚得到POSS/PVAc、POSS/PVAc/BA聚合物纳米复合材料,并研穷了POSS的引入对聚合物热力学性能、力学性能方面的影响。主要工作内容如下:
1、本文简述了POSS的合成、结构和应用方面的研究进展,并从制备方法、热性能、力学性能等方面对POSS/聚合物复合材料进行了综述。
2、采用“不完全水解缩合法”与“顶端封角法”制备了含有单个乙烯基的POSS,并利用FTIR、NMR、XRD对POSS进行了结构表征。
3、通过半连续乳液聚合的方法将单乙烯基POSS与醋酸乙烯酯(Vac)共聚得到POSS/PVAc纳米复合材料。并利用FTIR、NMR、XRD对复合材料进行了结构表征,结果表明POSS通过乳液共聚成功引入聚合物中,且分散性良好。利用透射电镜(TEM)观察到乳液胶粒呈球形且大小均一,微球粒径大小300nm。聚合物的热性能利用DSC、TGA进行研究,结果发现POSS的引入能够提高POSS/PVAc复合材料的热稳定性。
4、利用乳液聚合的方法制备了POSS/PVAc/BA复合材料。采用FTIR、NMR对其结构进行了表征,结果表明POSS成功地与两种单体进行了共聚。通过透射电镜我们观察到复合材料乳胶微粒直径大小约300nm。此外,我们又对复合材料的热力学与力学方面的性能。测试结果表明由于POSS的引入提高了材料的热分解温度与玻璃化转变温度,另外拉伸测试表明复合材料的力学性能也有所提高。