探析功能性poss基高分子杂化材料的制备

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1、浙江大学硕士学位论文功能性POSS基高分子杂化材料的制备姓名：余莉娜申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：冯连芳20100515摘要多面体低聚倍半硅氧烷(PolyhedralOligomericSilsesquioxane，POSS)是一种具有规整立体结构的有机／无机杂化分子。POSS与聚合物可实现分子级复合，使材料力学性能和热性能得到了明显改善。POSS引入到功能性聚合物，POSS特殊的结构和优异的分散性将会赋予功能聚合物新的特性，拓展POSS在功能材料中新性能和新应用。论文从温敏、中空微球和生物等功能应用角度，合成了三种功能性POSS基高分子杂化材料，研

2、究了POSS对结构和性能的影响。将甲基丙烯酸甲酯基低聚倍半硅氧烷(MAPOSS)弓I入聚N．异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)分子链上，制备了P(NIPAM．CO．MAPOSS)共聚物，研究了POSS对共聚物温敏和润湿性能的影响；合成了八苯磺酸基低聚倍半硅氧烷(sops)，并利用层层自组装．煅烧方法制备了中空微球；制备了壳聚糖／POSS杂化膜，研究不同官能团POSS和不同制备条件对壳聚糖形貌的影响。论文取得了以下研究结果：1、以N．异丙基丙烯酰胺fNn'AM)和MAPOSS为原料，通过自由基聚合制备了一系列不同POSS含量的P(NIPAM．CO—MAPOSS)共聚物

3、。用傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁共振(1HNMR)对共聚物的结构进行了表征。用差示扫描量热仪(DSC)研究了P(NIPAM．CO．MAPOSS)共聚物水溶液的温敏性能，少量POSS的加入降低了PNlPAM的最低临界转变温度。考察了不同POSS含量的P(NIPAM．CO．MAPOSS)共聚物的表面润湿性能，水接触角随着POSS含量的增加而增大。2、利用温和的磺化反应一步合成了八苯磺酸基低聚倍半硅氧烷(SOPS)，FTIR和1HNMR表明磺化取代发生在苯环上Si的间位上。将带有负电荷的SOPS与带有正电荷的聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)在直径400nm左右的PS微球

4、上进行层层组装。Zeta电位呈规律性变化，粒径平均增大5nm，表明带有相反电荷的两种物质成功交替组装在微球表面。TEM结果显示煅烧后得到的中空微球可通过SOPS层数调控尺寸。3、采用八氨基低聚倍半硅氧烷(OapPOSS)，八乙烯基低聚倍半硅氧烷II摘要(OvPOSS)，八环氧基低聚倍半硅氧烷(epoxy—POSS)--种不同官能团的POSS通过溶液．蒸发法，制备了壳聚糖／POSS杂化膜，发现壳聚糖／OapPOSS是三个杂化膜中最平整均匀的。提高浓度和增长组装时间会改变POSS在杂化膜内的形貌。关键词：多面体低聚倍半硅氧烷，POSS，功能高分子，温敏，中空微球，壳

5、聚糖IIIAbstractPolyhedralOligomericSilsesquioxane(POSS)wasathree-dimensionalnanoorganic／inorganichybridmolecule．POSScallcompositewimpolymeratmolecularlevel．POSSmodifiedpolymershaveenhancedmechanicalandthermalproperties．IntroducingPOSSintothefunctionalpolymers，willbringtheimprovementins

6、tructureandperformanceofthecopolymers，duetoPOSS’Sspecialstructureandexcellentdispersioninthehybridmaterials．SeveralfunctionalPOSS—basedpolymerhybridmaterialsweresynthesized，andtheimpactofPOSStodifferentfunctionalpolymerWasstudied．MethacrylatePolyhedralOligomericSilsesquioxane(MAPOSS)

7、Wasincorporatedintopoly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM)chains，andthethermosensitiveandwettingpropertiesofcopolymerswerestudied．Octa(phenyl)sulfonicPOSS(SOPS)wassynthesized，andhollowsilicasphereswerepreparedbycalciningPSspherescoatedwith(poly(alNaminehyTdrochloride)lpoly0styrene-4一sufo

8、nate))2

9、(PAH