2005POSS环氧化合物的合成
POSS／聚合物纳米材料的制备方法及应用
POSS／聚合物纳米材料的制备方法及应用本文介绍了POSS/聚合物纳米复合材料的几种制备方法及POSS纳米复合材料在航天航空，生物医药，多孔材料和光固化材料等方面的应用。
标签：POSS；纳米复合材料；制备方法；应用自19世纪50年代Scott[1]首次合成低聚物倍半硅氧烷以来，在众多研究领域引起了广泛的关注。
随着研究不断深入，多面体笼形倍半硅氧烷（POSS）已成为一种十分重要的有机-无机杂化材料，它具有无机材料的热稳定性和优异的力学性能，同时兼具有机材料的韧性好，密度低的优点。
POSS是一种具有三维结构的有机-无机纳米粒子，直径约为1～3 nm，其结构简式为（RSiO1.5）n （n≥4），其中以n=8较多，形成不同的结构类型，主要有无规、梯形、桥形、笼形等[2]。
POSS主要具有如下2个结构特点：（1）由Si和O组成的无机支架结构，赋予杂化材料良好的耐热及力学性能；（2）八个Si顶点处接有八个有机取代基团，这些有机取代基团可分为两大类：一类是惰性基团，如环己基、环戊基、乙基、异丁基等；另一类是活性基团，如各类烯基、环氧基、氨基等。
这些有机基团不仅有利于分子设计，而且可以增加POSS在有机溶剂中的溶解性，同时也能够改善与聚合物之间的相容性，更为重要的是，反应性基团可以实现POSS分子与聚合物之间的化学键合[3]。
本文主要介绍POSS/聚合物纳米复合材料的制备方法及应用进展。
1 POSS/聚合物纳米复合材料的制备方法1.1 物理共混法共混法是制备POSS/聚合物纳米复合材料的重要方法之一，POSS顶点处的8个有机取代基团，这些基团与聚合物有良好的相容性，因此，这使得它们共混并不困难。
物理共混法成本较低，加工方便，可以在一定程度上提高材料的物理性能。
（1）熔融共混Du等[4]采用熔融共混将MAP-POSS[MAP=-（CH2）3OOCC（CH3）=CH2]加入到氯乙烯、氯化聚乙烯共聚体中，制备了PVC/CPE/MAP-POSS复合材料。
POSS改性环氧树脂制备及性能研究进展文献综述
POSS改性环氧树脂制备及性能研究进展文献综述近年来，随着科学技术的快速发展，环氧树脂作为一种重要的高性能材料得到了广泛的应用。
而POSS作为环氧树脂的一种新型改性剂，具有独特的结构和卓越的性能，引起了广泛的研究兴趣。
本文将综述近年来在POSS改性环氧树脂制备及性能研究方面的最新进展。
首先，POSS改性环氧树脂的制备方法可以分为两类，即物理混合和化学改性。
物理混合是将POSS和环氧树脂机械混合，通过表面张力和分散力使POSS分散在环氧树脂中。
而化学改性是通过共聚或交联反应将POSS与环氧树脂进行共价结合，形成POSS改性环氧树脂。
其次，POSS改性环氧树脂的性能也受到了广泛关注。
研究表明，POSS的加入可以显著改善环氧树脂的力学性能，如增加抗拉强度、弯曲强度和冲击强度。
同时，POSS还可以提高环氧树脂的玻璃化转变温度和热稳定性，减少热膨胀系数和燃烧性能。
此外，POSS改性环氧树脂还具有良好的阻燃性能、耐化学性能和耐热老化性能等。
最后，POSS改性环氧树脂在应用方面也取得了显著的进展。
例如，POSS改性环氧树脂可以用于制备高性能复合材料，如航空航天材料、高性能涂层和电子封装材料等。
此外，POSS改性环氧树脂还可以用于制备低介电常数、低介质损耗的微波介质材料。
另外，POSS改性环氧树脂还可以用于制备纳米复合涂料、纳米填料和纳米复合材料等。
总结起来，POSS改性环氧树脂在制备及性能研究方面取得了显著的进展。
然而，目前仍存在一些问题需要进一步研究解决。
例如，POSS的加入量、POSS在环氧树脂中的分散性以及POSS改性环氧树脂的界面相容性等问题需要深入研究。
同时，对于POSS改性环氧树脂的结构和性能之间的关系还有待深入探索。
我们相信，随着研究的不断推进，POSS改性环氧树脂将在未来得到更广泛的应用。
环氧树脂POSS纳米杂化材料的制备及其性能研究
环氧树脂/POSS 纳米杂化材料的制备及其性能研究薛裕华，冯连芳**，王嘉骏，胡国华（浙江大学 聚合反应工程国家重点实验室，杭州 310027）多面体低聚倍半硅氧烷（polyhedral oligomeric silsesquioxane 简称POSS ）是一种纳米尺度笼状结构的化合物，又称立方硅烷[1]。
带反应官能团的POSS 可以和传统的聚合物形成有机/无机杂化材料，近年来在国际上受到广泛的关注[2]。
环氧树脂（EP ）是目前使用最广的工程树脂之一，但其韧性低和耐高温性差限制了它的使用。
本文首先合成乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷（OvPOSS ）和环氧基低聚倍半硅氧烷（epoxy-POSS ），进一步原位聚合制备了EP/OvPOSS 复合材料和EP/epoxy-POSS 杂化材料。
用XRD, SEM 和弯曲试验对其结构和性能进行了表征。
八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(OvPOSS)由乙烯基三氯硅烷水解得到，再用过氧乙酸环氧化得到部分环氧化的多面体低聚倍半硅氧烷(epoxy-POSS)。
用少量四氢呋喃将epoxy-POSS 完全溶解，然后与一定量的2-甲基戊二胺(Dytec A)和双酚A 缩水甘油醚(DGEBA)混合均匀，用超声波振荡半小时，常温真空抽提一小时以脱除溶剂四氢呋喃，先在60ºC 下固化12小时， 100ºC 下再固化1小时，合成路线如图1所示。
EP/OvPOSS 复合材料用同样的方法制得。
H 2CCH SiClCloooo+DGEBAH 2NNH 2Dytec A+epoxy-POSS(1)(2)Fig.1 Schematic of formation of epoxy resin-POSS hybrids将环氧树脂、EP/OvPOSS 复合材料和EP/epoxy-POSS 杂化材料的XRD 谱图进行了对比，如图2所示。
EP/OvPOSS 复合材料的XRD 谱图在2θ=9.8º处存在着明显的POSS 结晶峰(图2A)，是由于OvPOSS 与环氧树脂之间没有化学键连接，固化后OvPOSS 仍然以晶体形式存在。
环氧化合物的制备
环氧化合物的制备摘要：一、环氧化合物的概念和应用1.环氧化合物的定义2.环氧化合物的应用领域二、环氧化合物的制备方法1.直接环氧化法2.间接环氧化法3.酶促环氧化法三、环氧化合物的性质与结构特点1.性质2.结构特点四、环氧化合物的合成实例1.环氧化物的制备2.环氧化物的应用正文：环氧化合物是一类具有特殊化学结构和性质的有机化合物，广泛应用于材料科学、生物医学、农业化学等领域。
本文将概述环氧化合物的制备方法、性质与结构特点，并以实例介绍环氧化物的合成。
一、环氧化合物的概念和应用环氧化合物是一种含有环氧化合物基团（-CHO）的有机化合物。
由于其独特的环状结构和氧化性质，环氧化合物在许多领域具有广泛的应用，如用于塑料、橡胶、涂料等材料的改性和功能化，以及在生物医学中作为药物载体和治疗剂等。
二、环氧化合物的制备方法环氧化合物的制备方法主要有直接环氧化法、间接环氧化法和酶促环氧化法。
1.直接环氧化法：通过直接将醇或卤代烷与氧气反应得到环氧化合物。
此方法适用于制备具有较高热稳定性的环氧化合物。
2.间接环氧化法：先将醇或卤代烷与过渡金属催化剂反应生成中间体，再通过氧化反应得到环氧化合物。
此方法适用于制备具有较高区域选择性的环氧化合物。
3.酶促环氧化法：利用酶作为催化剂，将醇或卤代烷氧化为环氧化合物。
此方法具有高立体选择性和较低的副反应发生率。
三、环氧化合物的性质与结构特点环氧化合物的性质与其环状结构和氧化性质密切相关。
环氧化合物通常具有较高的热稳定性、化学稳定性和氧化还原性。
此外，环氧化合物的结构特点包括环状骨架、双键和羰基等。
四、环氧化合物的合成实例以环己醇为例，介绍环氧化物的合成。
首先，将环己醇与氧气在酸性条件下反应，得到环己醇过氧化物。
然后，将环己醇过氧化物与金属铜或铑催化剂反应，得到环己醇环氧化物。
最后，通过还原反应，可得到目标环氧化合物。
总之，环氧化合物是一类具有广泛应用的有机化合物，其制备方法有多种，可以通过直接环氧化法、间接环氧化法和酶促环氧化法等途径实现。
POSS改性环氧树脂制备及性能研究进展【文献综述】
毕业论文文献综述化学工程与工艺POSS改性环氧树脂制备及性能研究进展一、前言部分环氧树脂具有优异的黏接性、耐磨性、电绝缘性、化学稳定性、耐高低温性，以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点，被大量应用于胶黏剂、电子仪表、轻工、机械、航天航空、绝缘材料等领域[1]。
但纯环氧树脂固化后呈三维网状结构，交联密高，存在内应力大、质地硬脆，耐开裂性、抗冲击性、耐湿热性差及剥离强度低等缺点，在很大程度上限制了其在某些高技术领域的应用。
环氧树脂的增韧方法很多，目前国内外的研究主要集中于如何获得具有更高性能的环氧树脂材料，以满足特殊场合的要求，使其得到更广泛的应用。
传统的聚合物具有良好的加工工艺性和相对低的成本，但由于其自身固有的低模量、低稳定性，使其应用受到了一定程度的限制。
多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是一种近年来在国际上受到广泛关注的聚合物增强材料[2]，由POSS改性聚合物制备的有机-无机纳米杂化结构材料体系与传统的纳米复合材料相比有四大优点：(1)合成工艺简单有效；(2)无机纳米颗粒和空穴在体系中具有均匀的分散度；(3)合成材料时属于化学过程，形成的颗粒与本体间的表面结合力大大强于传统的物理机械掺混的表面结合力；(4)可以通过控制合成条件来控制无机纳米颗粒的尺寸，进行分子组装，从而达到控制所需材料宏观性质的目的。
这种新的改性传统聚合物的方法已经成为目前新一代聚合物的研究热点。
有机无机纳米杂化材料是近年发展起来的一种新型复合材料，它兼具有无机材料的耐热、耐氧化和良好的力学性能，以及有机材料的柔韧性、良好的加工性能等优点[3-5]。
倍半硅氧烷的分子结构由Si-O-Si形成的主链及有机基团形成的侧链组成，三维结构大小在1-3 nm范围内，是一种真正分子水平上的有机无机纳米杂化材料[6,7]。
倍半硅氧烷的这种结构使其具有耐高低温、难燃、电气绝缘性能好等优点。
用倍半硅氧烷改性高分子材料不仅保持了高分子材料原有的优点，而且可以使高分子材料的耐热性能、阻燃性能、机械性能和耐压性能等性能提高[8-13]。
功能POSS掺杂新型生物基环氧树脂的制备
功能POSS掺杂新型生物基环氧树脂的制备杜永刚;王一鸣;于月茹;安子冰;龙海军;弓伟露【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2018(35)5【摘要】采用环氧氯丙烷法制备了新型生物基没食子环氧树脂、环氧基笼形倍半硅氧烷(E-POSS)、经甲基丙烯酸修饰的E-POSS(AE-POSS);利用浇注工艺制得新型杂化纳米生物基环氧树脂复合材料.考察了E-POSS,AE-POSS用量对新型杂化纳米环氧树脂复合材料的增韧效果、热稳定性、相容性的影响.结果表明:添加E-POSS,AE-POSS可提高复合材料的冲击强度及热稳定性;w(AE-POSS)为18％时,复合材料冲击强度较纯没食子环氧树脂提高了3.46 kJ/m2;w(E-POSS)为18％时,复合材料初始热降解温度较纯没食子环氧树脂提高了46.4℃.【总页数】5页(P45-49)【作者】杜永刚;王一鸣;于月茹;安子冰;龙海军;弓伟露【作者单位】石家庄铁道大学材料科学与工程学院,河北省石家庄市 050043;河北省交通工程材料重点实验室,河北省石家庄市 050043;石家庄铁道大学材料科学与工程学院,河北省石家庄市 050043;石家庄铁道大学材料科学与工程学院,河北省石家庄市 050043;石家庄铁道大学材料科学与工程学院,河北省石家庄市 050043;石家庄铁道大学材料科学与工程学院,河北省石家庄市 050043;石家庄铁道大学材料科学与工程学院,河北省石家庄市 050043【正文语种】中文【中图分类】TQ323.5;O633.13【相关文献】1.MAP-POSS/不饱和环氧树脂混杂光固化膜制备与性能 [J], 侯桂香;谢建强;李婷婷;高俊刚;常娇2.生物基氢化香豆素增韧环氧树脂的制备及性能 [J], 韩涛;蔡小霞;李聪;乔从德;赵辉3.NH-POSS基耐高温环氧树脂的制备及动力学分析 [J], 蒋荣亮; 魏刚; 徐洪耀4.生物基没食子酸环氧树脂/纳米氧化锌抗菌涂层的制备与性能 [J], 侯桂香; 谢建强; 姚少巍; 张云杰; 蓝文5.生物基没食子酸环氧树脂/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及热性能 [J], 侯桂香;谢建强;李婷婷;脱晨阳;李波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
POSS的合成及其在传统聚合物改性中的研究进展
中，一种较为常见的影响因素就是目前随着我国城市化的进展以及城市人口不断增加，整体社会上对于燃气输配管网的要求的越来越大，导致了管理范围也在爆炸式增长。
管理范围增长所带来的最直接问题就是管控的工作量越来越大，因为当管理范围扩大之后，所涉及到用户数量、管道数量等都呈现出极快的增长。
并且随之而来的也是十分频繁的故障、新建、维护、换代工作，这些都是在经济发展的状况之下所不可避免的[2]。
因此由于管理范围不断的扩大，也需要在管网管理上作出相应的应对措施，不断通过提升技术的方式提升管网管理所能够承载的工作量，基于目前的基础进行继续的发展，随后也要不断保证其工作管理的质量问题。
2.2设备数量及增速方面管网管理工作是需要具有硬件支撑的，只有把握硬件的数量和质量才能够应对目前的问题。
如同上文提及的有关各种城市化问题，随之而来的不仅仅是范围变大，还有各种管网设备的压力，因此管网设备数量不断提升也成为应对这一现象的最主要手段。
在科技发展的势态之下，新型的管网设备也在不断研制之中，在研制新型设备过程当中不仅需要保障其研制的速度，还需要能够确保承受各种工作压力的能力，以及不断通过降低设备生产成本的方式为整体城市的燃气输配管网管理工作节约成本，以求能够实现更大的经济效益[3]。
2.3管理技术方面传统的管理技术已经不能够适应日新月异的现代社会，在现代社会之中管理技术需要随着设备技术、用户需求以及经济发展的变化不断实现自我提升。
一般来说利用人工进行记忆已经不能够适应越来越庞杂的信息以及对效率要求越来越高的工作岗位，所以在日后的研制发展过程当中可以适当将工作研究重心放在能够在一定程度上代替人力的智能化管理技术方面，节约人力成本。
例如在进行决策过程当中，可以尝试利用智能技术进行优先规划，再由人进行选择，在众多方案之中寻求最优，保障能够合理、高效地开展各项工作，成为促进整体城市经济发展的重要手段之一。
3结语总的来说在进行城市燃气输配管网系统建设的过程当中，必须结合创新的理念以及技术，积极应用GIS技术作为辅助，发挥其具体的功能，实现了从科学理念到技术实践的有效结合。
环氧化合物的合成及应用研究
环氧化合物的合成及应用研究环氧化合物是一类重要的有机化合物，其分子结构中含有一个环氧基团（三元环氧）。
环氧化合物在化学、材料和生物领域中有着广泛的应用，本文将重点讨论环氧化合物的合成及其应用研究。
一、环氧化合物的合成方法环氧化合物的合成方法多种多样，常见的方法包括“两步法”和“一步法”。
1. “两步法”合成：这种合成方法一般是通过先合成含有活性卤素的化合物，再通过环氧化反应将卤代化合物转化为环氧化合物。
常用的活性卤素化合物包括溴代烷烃、溴代芳烃等。
环氧化反应通常使用环氧化剂如过氧化氢或过氧化叔丁醇等。
2. “一步法”合成：这种合成方法直接将含有活性卤素和亲电性碳原子的化合物进行反应，生成环氧化合物。
常用的反应有Williamson合成法、首次发生反应法等。
通过选择不同的反应条件和底物，可以合成不同结构的环氧化合物。
二、环氧化合物的应用研究1. 化学领域应用：环氧化合物可作为重要的中间体，参与到各种有机合成反应中。
例如，环氧化合物可以通过氧化还原反应生成醇、胺等官能团，进一步进行官能团转换反应。
此外，环氧化合物还可以用于合成环状化合物，如环氧萜烯等。
2. 材料领域应用：环氧化合物具有优异的物理化学性质，被广泛用作粘合剂、涂料、塑料等材料中的重要组分。
例如，环氧树脂是一种常见的环氧化合物，由于其高强度、优异的耐热性和耐化学性，被广泛用于航空、汽车、电子等领域的复合材料制备中。
3. 生物领域应用：环氧化合物在生物领域中也有着重要的应用，例如通过环氧化反应可以合成生物活性的环氧化合物衍生物。
此外，环氧化合物还可以用于构建生物传感器、药物递送系统等，用于生物医学领域的研究和应用。
三、环氧化合物的研究进展近年来，针对环氧化合物的合成方法和应用进行了广泛的研究。
一方面，研究人员不断探索新的环氧化合物合成反应，开发更高效、高选择性的合成方法。
另一方面，对环氧化合物在材料和生物领域的应用也进行了深入的研究，以改善材料性能和开发新的生物医学应用。
POSS及其共聚物在环氧中的纳米构筑的开题报告
POSS及其共聚物在环氧中的纳米构筑的开题报告
概述：
随着材料科学技术的发展，纳米级材料的制备和应用成为了当前科
研领域热门话题之一。
由于纳米级材料具有较大的比表面积和高度的化
学活性，这些材料的表面特性和化学反应会受到周围环境和调控的影响，进而影响材料的物理性质和应用表现。
本次开题报告主要讨论POSS及其共聚物在环氧中的纳米构筑研究。
研究问题：
1. 如何有效制备含POSS的环氧共聚物？
2. POSS及其共聚物在环氧共聚物中的纳米构筑效应。
3. POSS改性环氧共聚物的性能表现及其应用。
研究方法：
本研究将采用化学合成方法制备含POSS的环氧共聚物，并通过扫
描电镜、透射电镜、红外光谱等手段对其结构和性质进行表征。
同时，
通过强化POSS与环氧树脂交联反应，达到增强材料力学性能和耐热性的目的。
预期成果：
1. 成功制备含POSS的环氧共聚物，且其性能表现得到了明显改善。
2. 探究了POSS及其共聚物在环氧共聚物中的纳米构筑效应，为紧
密组合且高性能的纳米复合材料的制备提供了依据。
3. 研究POSS改性环氧共聚物的性能表现及其应用，深入探究了POSS作为环氧树脂增韧剂在材料应用方面的前景。
研究意义：
本研究将探讨一种新型环氧共聚物材料，其材料性能得到有效提升，表现出较好的机械性能和耐热性能，且POSS作为一种功能较强的开发材料成功应用在环氧树脂改性中，成为材料领域研究的热点之一。
同时，
本研究将对环氧树脂材料的性能表现和应用进行更深层次的探究。
环氧基POSS_PAMAM杂合材料的制备及其性能
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DOI：CNKI:21-1203/TQ.20110621.1157.002 网络出版时间：2011-06-21 11:57 网络出版地址：/kcms/detail/21.1203.TQ.20110621.1157.002.html
第28 卷 第8 期 2011 年8月
摘要：以 3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷（EPTMS）为原料，合成得到了八官能团缩水甘油醚-多面体低聚倍半 硅氧烷（简 称 POSS-EP）。采 用 4 代 树 型 端 氨 基 聚 酰 胺-胺 （PAMAM）作 为 POSS-EP 和 双 酚 A 型 环 氧 树 脂 （DGEBA）共混物的固化剂，制备了 5 个环氧基 POSS/ PAMAM 杂化材料。通过动态差示扫描量热仪（DSC），研 究了环氧和 PAMAM 的固化反应动力学。通过 DSC、热重分析（TGA）、拉力和冲击测试，对环氧基 POSS/ PAMAM 杂化材料的热性能和力学性能进行了研究。结果表明，该环氧基 POSS/ PAMAM 杂化材料具有优良的热性能和 力学性能。 关键词：POSS；环氧树脂；PAMAM；杂化材料；力学性能；功能材料 中图分类号：TQ327. 8 文献标识码：A 文章编号：1003 − 5214（2011）08 − 0000 − 00
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第21卷第4期高分子材料科学与工程V o l.21,N o .4 2005年7月POL Y M ER M A T ER I AL S SC IEN CE AND EN G I N EER I N GJu l.2005PO SS 环氧化合物的合成Ξ刘长军,程志君,李效东,江大志(国防科学技术大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073)摘要:过氧乙酸氧化三乙烯基PO SS 单体制备PO SS 环氧化物,通过NM R 、FT 2I R 分析PO SS 环氧化前后结构的变化,研究并讨论了H 2O 2浓度、乙酸含量、反应温度、反应时间对三乙烯基PO SS 环氧化反应的影响。
结果表明,三乙烯基PO SS 环氧化的适宜条件是:H 2O 2的质量分数为50%,反应温度70℃,CH 3COOH ∶H 2O 2=0.5∶1,反应时间5h 。
关键词:三乙烯基PO SS ;环氧化;过氧化氢;过氧乙酸中图分类号:TQ 323.5 文献标识码:A 文章编号:100027555(2005)0420084203 多面体低聚硅倍半氧烷(简称PO SS )是由Si -O 组成内部无机骨架,外部连接有机基团的纳米级三维结构体系,分子多为笼形结构,如F ig.1。
PO SS 可以与多种聚合物配合使用,形成无机2有机杂化的纳米增强聚合物材料,能显著提高聚合物的热性能及力学性能[1～8],因此PO SS 聚合物材料被誉为新一代高性能聚合物材料。
F ig .1 Structure of POSS che m ical treeF ig .2 Epox idation of T -POSS and structure ofPOSS -epox ide环氧树脂是目前应用最广的一类热固性树脂,然而由于其固化物交联密度大,韧性差,耐冲击性、耐高温氧化性差等原因,极大地限制了其在航空航天等高科技领域的应用。
利用三乙烯基PO SS (文中标记为T 2PO SS )环氧化制备PO SS 环氧化物,如F ig .2,不同于传统环氧树脂的制备工艺,而PO SS 环氧化物无论作为环氧树脂改性剂还是单独作为环氧树脂使用,都极有可能大大改善上述环氧树脂的不足之处,为其开拓更新更广的应用领域[9～11]。
1 实验部分T 2PO SS 单体(纯度>95%,美国A ldrich ),用三氯甲烷完全溶解,将溶液置于三口烧瓶中,按比例添加乙酸和浓硫酸,水浴加热,搅拌,滴加H 2O 2,反应数小时后得到淡黄色溶液。
依次用N a 2CO 3溶液和去离子水洗涤,除去水相,真空蒸干溶剂,得到PO SS 环氧化物。
用傅立叶变换红外光谱(N ico let 2360)表征T 2PO SS 环氧化前后分子结构变化;用1H 核磁共振(250H z )表征T 2PO SS 环氧化前后分子结构。
2 结果与讨论2.1 核磁共振结果分析从F ig .3可以看出,环氧化后乙烯基(CH=CH 2)上的H 原子所对应的化学位移5.6～6.2位置的共振峰完全消失;在1.2～1.4,2.0～Ξ收稿日期:2003211206;修订日期:2004203201 作者简介:刘长军(1978-),男,硕士生. E 2m ail :hunterlcj @ 联系人:李效东.2.4,3.0～4.0以及4.0～5.0的位置出现新的共振峰,其中2.0～2.4和3.0～4.0共振峰与环氧基团上H 原子所对应的共振峰重合,T 2PO SS 上的部分双键氧化为环氧基团。
F ig .3 1H -N M R spectra of T -POSSa :befo re being epoxidized ;b :after being epoxidized.F ig .4 FT -IR spectra of T -POSSa :befo re being epoxidized ;b :after being epoxidized .2.2 红外光谱结果分析如F ig .4,T 2PO SS 经过氧化反应后,912c m -1和950c m -1位置所对应的乙烯基的特征峰消失,而且反应后在920c m -1的位置上出现的峰对应于环氧基或者乙烯基的特征峰,由于1H 2NM R 的结果表明CH =CH 2双键完全消失,因此可以判定920c m -1是环氧基的特征峰。
2.3 反应原理综合FT 2I R 和1H 2NM R 分析结果可以推测,T 2PO SS 被过氧乙酸氧化,CH =CH 2双键消失,形成环氧基,同时在酸性环境中可能发生环氧基的开环等副反应,主反应历程如下:CH 3C O OH +H 2O 2CH 3C O O OH +H 2O(1)PO SSSi CH 3CH 3CH CH 2+HOO CO CH3PO SSSi CH 3CH 3C OH CH 2+CH 3C O OH(2)2.4 环氧值标准曲线的确定一般标准曲线法是用一系列已知环氧值的环氧树脂的红外光谱做出A920A 1610与环氧值的标准曲线,其中920c m -1为环氧基的吸收峰,1610c m -1是苯环的吸收峰,两者的峰高比记作A920A 1610。
T 2PO SS 的环氧化产物中,并不存在1610c m -1对应的苯环,但环氧化反应前后Si -O 所对应的1122c m -1保持不变,所以选择A920A 1122作为基线。
F ig .5 Curve of calibrated epox ide valueF ig .6 Effect of reaction ti m e on conversion under dif -feren t con ten t of hydrogen perox ide1:50%;2:30%.一系列相同质量的环氧树脂,分别加入少量相同质量的T 2PO SS 单体和不同质量的盐酸,充分反应后利用盐酸2丙酮法测定这一系列环氧树脂的环氧值。
再对标样进行红外分析,则从红外谱图中得到A920A 1122。
F ig .5即为上述方法所得的环氧值测定标准曲线及拟合方程。
2.5 环氧化反应的影响因素2.5.1 过氧化氢浓度的影响:如F ig .6,H 2O 2浓度的提高使得在反应初期生成的过氧乙酸浓度增大,加快了环氧化反应速度,另外高浓度的氧化剂能提高主反应的程度,从而最大转化率58 第4期刘长军等:PO SS 环氧化合物的合成的数值也会相应提高。
因此在T 2PO SS 的环氧化反应中应使用较高浓度的H 2O 2。
Fig .7 Effect of reaction ti m e on conversion under dif -feren t te mperature1:50℃;2:60℃;3:70℃;4:80℃.F ig .8 Effect of molar ratio of acetic ac id to hydrogenperox ide on conversionF ig .9 Stress -stra i n curves of epoxy resi n modif ied bydifferen t con ten t POSS 1:neat ;2:5%;3:10%.2.5.2 反应时间的影响:结果如F ig .7所示,随反应时间的延长,转化率先上升后下降。
而且在不同的温度条件下,随反应时间的延长,转化率的变化趋势大体一致。
2.5.3 反应温度的影响:从F ig .7可以看出,升高反应温度,可加快环氧化反应速度,但是同样加速了过氧乙酸的分解;同时,升高反应温度,使得副反应速率增加更为迅猛,占据主导,因此要获得较高的转化率,反应温度不宜过高,温度范围60℃～70℃为宜。
2.5.4 乙酸含量的影响:F ig .8所示为50%H 2O 2,T 2PO SS 用量50m g ,反应温度70℃,反应时间5h ,不同乙酸 过氧化氢比例对反应的影响。
CH 3COO H ∶H 2O 2=0.5∶1时,转换率最高,随之降低。
过高浓度的CH 3COO H 会大大增加环氧基团开环、扩环反应的速度,并往往超过环氧化反应的速度。
但CH 3COO H 的浓度太低,过氧乙酸浓度也会很低,环氧化反应速度以及转化程度都会很小,所以比较合适的配比应该是CH 3COO H ∶H 2O 2=0.5∶1。
2.5.5 PO SS 环氧化物对环氧树脂增强效果:T 2PO SS 的加入不仅可以对环氧树脂起到增强的作用,同时还可以降低交联密度,提高固化体系的韧性。
如F ig .9,T 2PO SS 含量仅为5%时,PO SS环氧树脂固化体系的强度以及韧性均有很大的提高,与未改性的环氧树脂固化物相比,强度提高1.7倍,伸长率提高1.3倍。
3 结论在适宜条件下,即H 2O 2的质量分数为50%,CH 3COO H ∶H 2O 2=0.5∶1,反应温度70℃,反应时间5h ,T 2PO SS 的转化率可以达到60%～70%。
T 2PO SS 的加入,使环氧树脂的强度及韧性都有非常明显的提高。
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