交聯型POSS/PU雜化體系的網路構建機制研究

《交聯型POSS/PU雜化體系的網路構建機制研究》是依託南京大學，由張秋紅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：交聯型POSS/PU雜化體系的網路構建機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張秋紅
• 依託單位：南京大學

項目摘要

交聯型有機無機雜化聚合物兼具了有機材料和無機材料的優良特性，已成為目前研究的一個熱點。交聯過程中網路結構的構建對聚合物最終性能的影響至關重要。然而由於交聯中心分布以及交聯密度難以控制，目前對該類聚合物交聯過程系統深入的研究尚未開展。本項目選取交聯中心分布均勻、交聯密度可控的苯胺甲基POSS複合聚氨酯體系作為研究對象，並以小分子有機交聯體系作為參比（1）首先利用時間分辨流變學對比分析其交聯過程中凝膠點的特性；（2）進而通過反應淬滅在凝膠點前後得到一系列特殊中間態，並利用流變和SAXS分析其分子鏈動力學行為和微觀結構的變化過程；（3）最後利用低場氫譜核磁共振分析其交聯過程中不同組分含量以及鏈運動性的變化規律，從分子層面分析交聯過程中結構的變化。結合流變和核磁分析結果，最終描繪出苯胺甲基POSS交聯聚氨酯體系交聯過程中網路的構建過程，為研究有機無機雜化交聯聚合物的交在線上制提供理論基礎。

結題摘要

有機無機雜化交聯型聚合物是一類新型交聯體系，由於其兼具了無機填料和有機聚合物的特性，因而受到人們的廣泛關注。聚合物發生交聯時就會形成凝膠網路。凝膠時間在聚合物加工成型過程中的有著十分重要的意義。如果控制不好凝膠時間，就會出現爆聚等現象，從而極大地浪費了資源，增加了生產成本和時間。因此，監測交聯體系在交聯過程中的特性顯得尤為重要。而在研究有機無機雜化交聯型聚合物的交聯特性過程中，由於涉及到交聯中心的分布，交聯密度的控制等因素使得該類體系的研究非常複雜，此外分析該類交聯體系交聯特性的有效手段也較少，致使目前對這類有機無機雜化交聯體系交聯特性的研究尚不多見。因此，選取一個理想的交聯體系並利用一種有效的手段來研究其交聯特性顯得十分必要。本項目選取交聯型的苯胺甲基POSS複合聚氨酯(POSS/PU)體系作為研究對象。利用流變學首先對交聯體系的交聯過程進行研究，進而得知網路生長過程信息；在此基礎上利用Winter-Chambon準則分析出體系在不同交聯條件下的凝膠點，並研究交聯體系在凝膠點的特性；最終根據不同交聯條件製備一系列交聯型POSS/PU，從微觀形貌和性能上對製備的材料進行分析。研究表明當POSS含量在2.5%-6% 之間時，材料具有自相似性。TEM進一步表明在此區間內，POSS幾乎納米級別分散。繼續提高POSS含量會導致POSS的聚集效應。該方法為製備過程可控、性能優異的納米交聯型聚合物提供技術支持，為研究有機無機雜化交聯體系的凝膠化特徵行為提供理論依據。