POSS在聚硅氧烷中的自组装行为与性能研究

对合成POSS的方法学进行研究，第一次依据实验证据，提出了以改良缺角闭环法合成POSS的原理。合成出六种不同结构的POSS，收率可达50-70%，通过优化和放大，为小批量生产单氢和双氢POSS以及进一步的官能化反应奠定了基础。将获得的POSS与线性的聚硅氧烷（PDMS）进行接枝或嵌段反应，得到POSS/PDMS齐聚物，制备出初始热降解温度分别可提高120℃和 65℃的对应两种POSS/室温硫化硅橡胶。对其原理研究揭示，在接枝型PDMS中，POSS微晶聚集体和POSS自由基阱的交互作用，在嵌段型中POSS增加PDMS链段刚性的作用分别是提高其耐热性的主要机制。将POSS通过共混或共硫化技术引入到高温硫化硅橡胶之中，研究了POSS的结合方式，其结晶与非晶的自组装结构对于PDMS基体的聚集态结构和复合橡胶性能的影响，发现POSS微晶聚集体诱导加速PDMS结晶，却不提高其结晶度，但作为物理锚定点，提高了复合橡胶的Tg,耐热性和力学性能，而较大尺寸POSS聚集体的非均匀性，只能引起应力集中。通过官能团转化，将POSS引入环氧树脂之中，POSS的非晶微聚集体可同时对环氧树脂起到增强增韧的作用。此外，也对POSS与防老剂中间体结合制备非迁移性防老剂进行了有益探索。