含有籠型及大環(huán)型齊聚倍半硅氧烷的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化高分子的合成及其結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化聚合物高分子材料同時(shí)擁有有機(jī)高分子與無(wú)機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。但由于雜化材料中有機(jī)組分與無(wú)機(jī)組分具有不同的溶解度，通過共混的方法得到的材料中無(wú)機(jī)組分的分散性較差，從而影響材料的性能。因此如何使得無(wú)機(jī)組分在納米尺度上分散在有機(jī)材料中，成為了制備雜化材料的關(guān)鍵。齊聚倍半硅氧烷是一類優(yōu)異的有機(jī)-無(wú)機(jī)組合體，其骨架為硅氧鍵構(gòu)筑而成的籠型或大環(huán)型結(jié)構(gòu)，側(cè)基則為多種有機(jī)基團(tuán)。其尺寸只有幾納米，為其在有機(jī)材料中納米尺度上的分散

2、提供了可能性。
　　本論文通過親核取代反應(yīng)、巰基乙烯基加成反應(yīng)、硅氫化加成反應(yīng)、click反應(yīng)及Heck反應(yīng)等方法制備了功能化的雙官能度籠型（DDSQ）及十二元和二十四元大環(huán)型（MOSS）齊聚倍半硅氧烷，并將其引入到材料中制備了不同種類的有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料。研究了材料的納米形態(tài)結(jié)構(gòu)及齊聚倍半硅氧烷對(duì)材料性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)齊聚倍半硅氧烷制備有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合聚酰亞胺（PI）材料。

3、　　分別通過3,13-二乙烯基DDSQ和六苯基六乙烯基MOSS與對(duì)溴苯胺發(fā)生Heck反應(yīng)，精確合成了苯胺基功能化的DDSQ與MOSS。然后，將此DDSQ和MOSS分別引入到聚酰亞胺中制備了有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化的聚酰亞胺復(fù)合材料。通過透射電子顯微鏡（TEM）考察了不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)齊聚倍半硅氧烷在聚酰亞胺中的微相分離結(jié)構(gòu)。通過熱失重分析（TGA）和材料表面的接觸角測(cè)試考察了齊聚倍半硅氧烷的引入對(duì)有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化聚酰亞胺的熱穩(wěn)定性和表面疏水性能的影響。通

4、過介電常數(shù)及介電損耗的測(cè)試考察了含有齊聚倍半硅氧烷的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化聚酰亞胺材料的電性能。
　?。?）含有齊聚倍半硅氧烷的有機(jī)-無(wú)機(jī)聚苯并噁嗪（PBZ）樹脂的制備及固化行為的研究。
　　利用3,13-二苯胺基DDSQ實(shí)現(xiàn)有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化的聚苯并噁嗪樹脂的制備。通過透射電子顯微鏡（TEM）研究了有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的微相分離形態(tài)結(jié)構(gòu)，通過示差掃描量熱（DSC）研究了納米復(fù)合材料的固化動(dòng)力學(xué)，通過靜態(tài)接觸角的測(cè)定研究了材料表面疏水

5、性能，通過動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMTA）和熱重分析（TGA）研究了聚合物的熱性能。
　　（3）主鏈含有齊聚倍半硅氧烷的有機(jī)-無(wú)機(jī)聚乙烯基吡咯烷酮（PVPy）的制備、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及性能的研究。
　　設(shè)計(jì)合成一種用于黃原酸酯基調(diào)聚的可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基（RAFT/MADIX）聚合的雙官能度 DDSQ大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，然后將其用于引發(fā) N-乙烯基吡咯烷酮聚合以得到主鏈含有DDSQ的有機(jī)-無(wú)機(jī) PVPy共聚物。通過凝膠滲透色譜（GPC）

6、考察了聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；通過傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、熱重分析（TGA）和示差掃描量熱（DSC）表征了得到的有機(jī)-無(wú)機(jī)PVPy共聚物的性能；通過透射電子顯微鏡（TEM）和動(dòng)態(tài)激光散射（DLS）研究了共聚物在水中的自組裝行為。
　?。?）大環(huán)型齊聚倍半硅氧烷為環(huán)骨架的雜臂分子刷的制備及性能研究。
　　首先通過金屬誘導(dǎo)絡(luò)合成鹽法合成了MOSS骨架，并通過巰基-乙烯基加成、疊氮化反應(yīng)以及 click反應(yīng)將其功能化得到了大分子鏈

7、轉(zhuǎn)移劑，最后通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基（RAFT或 RAFT/MADIX）聚合以及開環(huán)（ROP）聚合得到了雜臂環(huán)刷聚合物 PVPy12-MOSS-PCL12和PS12-MOSS-PCL12。對(duì)于PVPy12-MOSS-PCL12，通過透射電子顯微鏡（TEM）、小角 X射線散射（SAXS）和示差掃描量熱（DSC）考察了大環(huán)型分子刷聚合物的納米結(jié)構(gòu)以及熱性能。通過熒光（FL）光譜法測(cè)定了有機(jī)-無(wú)機(jī)分子刷聚合物在水中的臨界膠束濃度（CMC