基于胺烯反應(yīng)構(gòu)筑新型有機硅材料及其性能研究.pdf

1、聚硅氧烷基材料由于具有耐高低溫、電絕緣性和生物相容性等優(yōu)良特性而廣泛應(yīng)用于多種高新技術(shù)領(lǐng)域。其中硅樹脂和有機硅彈性體由于其交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而具有不同于線型聚硅氧烷的新穎性能。與傳統(tǒng)的交聯(lián)方式相比，開發(fā)新型的交聯(lián)體系對制備新型聚硅氧烷交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)材料具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本文主要采取室溫可控及無需催化劑的胺烯反應(yīng)制備了新穎的有機硅交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。一方面探索了采用胺烯反應(yīng)制備硅樹脂和聚硅氧烷彈性體的可行性，另一方面對采用胺烯反應(yīng)制備的有機硅

2、材料的光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)等方面的性能進行了研究。
　　 本文通過胺烯反應(yīng)分別制備了含稀土的發(fā)光硅樹脂雜化材料和新型的聚硅氧烷彈性體。在制備發(fā)光硅樹脂雜化材料時采用胺烯反應(yīng)合成了二酯基官能化的烷氧基硅烷配體。采用此配體中的羰基與三價稀土離子Eu3+、Tb3+和Dy3+進行配位組裝，然后與正硅酸乙酯進行縮聚反應(yīng)，通過共價鍵將稀土配合物引入到聚硅氧烷骨架中。這樣避免了相分離與熒光猝滅現(xiàn)象的發(fā)生，提高了稀土摻雜材料的穩(wěn)定性。通過紅外光譜、

3、核磁共振譜、X射線衍射、X射線光電子能譜、熱重分析、高分辨掃描電子顯微鏡及熒光分光光度計對所得硅樹脂材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、配位情況、材料形貌和光物理性能進行了詳細的表征。結(jié)果表明，通過胺烯反應(yīng)成功的將酯基引入到硅烷偶聯(lián)劑中，同時其中的羰基與稀土離子之間發(fā)生了有效的配位和能量傳遞。含鋱與銪的發(fā)光硅樹脂分別具有窄的綠光和紅光發(fā)射。此外，通過研究溶劑及配位作用等制備條件對硅樹脂材料形貌的影響，發(fā)現(xiàn)配位誘導(dǎo)作用及溶劑比例對材料的形貌具有較大的影響。通

4、過調(diào)節(jié)這些反應(yīng)條件可以在無催化劑和有機模板的情況下制得直徑在30 nm左右的發(fā)光硅樹脂雜化納米粒子。
　　 本論文的另一個研究體系為采用胺烯反應(yīng)交聯(lián)得到的聚硅氧烷彈性體材料。首先通過胺烯反應(yīng)與酰胺化反應(yīng)制得多胺基遙爪聚硅氧烷。然后利用此遙爪聚合物、端氨丙基硅油和雙馬來酰亞胺進行胺烯反應(yīng)固化，分別合成了不同原料配比的聚硅氧烷彈性體。然后通過紅外光譜、核磁共振譜、萬能材料測試機、熱重分析、精密阻抗分析儀和接觸角測試儀等對所得遙爪聚合

5、物及彈性體的化學(xué)結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)、熱穩(wěn)定性、介電性質(zhì)和疏水性等進行了研究。對不同原料配比對彈性體物理性質(zhì)的影響進行了探討，結(jié)果表明隨著遙爪聚硅氧烷含量的增加，彈性體彈性模量和介電常數(shù)逐漸增大，其疏水性逐漸降低。此外，為改善彈性體介電性能，進一步對碳納米管摻雜的聚硅氧烷彈性體的介電性質(zhì)進行了研究，發(fā)現(xiàn)在保持較低介電損耗的基礎(chǔ)上，通過添加碳納米管，彈性體介電常數(shù)提高了3-4倍。這對于采用胺烯反應(yīng)制備具有較好介電性能的聚合物納米復(fù)合材料具有重要