有机无机复合材料由于结合了有机材料和无机材料各自的优点，具有尢与伦比的优越性能，成为研究热门。特别是最近十多年米，多面齐聚倍半硅氧烷(POSSI这种有着规整的体型结构而又具有单纳米尺度的有机无机内杂化分子更是吸引了人们的目光。POSS的化学式为[RSiO〈，3／2〉]<,n>n=6～12，R为有机基团，其中有一个或多个为反应性或可聚合的基团。POSS功能化后带有的不同的有机基团决定POSS在聚合物中不同的杂化方式。例如，单反应性官能团的POSS通过共聚或反应性共混接枝到聚合物链上；两官能团的POSS则可嵌入到聚合物丰链中去；更多反应性官能团的POSS则可川于交联聚合物。 当 POSS存在于聚合物中时往往使复合材料某一或多种性能得到改善，如：玻璃化转变温度(Tg)提高、热降解(Tdec)温度或受热结构破坏的温度提高、热稳定性提高、拉伸模量和强度或硬度增加、透气性提高、物理老化过程减缓、聚合物的结晶形态得到有效控制、热膨胀系数降低、断裂强度改善、材料体秋密度下降等等。同时POSS结构可控，与聚合物相溶性好，便于加工制造含POSS的有机无机复合材料。POSS的笼状结构有利于控制复合材料的形态结构，冈而含POSS的复合材料无论是在理论研究和实际应用方面都有很高的价值。同时，八功能化的POSS是合成八臂星型聚合物良好的引发剂，其中的POSS颗粒又对该有机无机星型聚合物的热性能产牛重要的影响。 1．八环氧功能化POSS改性的热固性树脂 聚苯并嗯唑嗪是一类新型酚醛树脂，具有良好的热力学性能。在最近的研究中有关于川蒙托土插层法或溶胶凝胶法制备的聚苯并唑嗪有机无机纳米复合材料的报道。然而川八官能团POSS改性聚苯并唑嗪的报道却很少。在本论文工作中，我们川八(内皋缩水甘油醚基)倍半硅氧烷(OpePOSS)与苯并噫唑嗪的共固化得到含POSS的聚苯并唑嗪。体系rl-有两种交联反应发牛，即苯并唑嗪开环固化形成的有机网络结构以及环氧POSS和有机网络上的酚羟基之问反应进‘步形成的有机无机网络结构。这两种反应的发牛都可用红外吸收光谱进行跟踪，对于发牛在POSS上的环氧基团和聚苯并唑嗪上的酚羟基之问的反应，我们还利川苯酚作为模型化合物与环氧POSS在相同条件下反应来模拟，通过对模型反应的表征米进步证实。POSS的引入不仪在有机聚合物中加入单纳米的无机硅颗粒，而且八官能团的环氧POSS起到了附加交联的目的，即苯并唑嗪吲化后形成的酚羟基与环氧皋团反应。 酚醛树脂是·类非常重要的热固性树脂，有着良好的热力学性能，广泛应用于模料模具、粘结剂、涂料以及电子上寸装等。但酚醛树脂在固化过程中有挥发份析出，形成内应力或裂纹，同时固化后酚醛树脂交联度非常高，这些都造成酚醛树脂脆性大。而用环氧化合物代替传统的六亚甲基四胺固化酚醛树脂则能得以有效改善。基于此，本文川含环氧基团的POSS代替六亚甲基四胺米固化酚醛树脂。POSS的引入不仪代替了伟统的六亚甲基四胺，简化了操作工艺，而且将无机硅酸盐颗粒杂化到酚醛树脂中，改善了热力学及表面性能。 环氰树脂是另·类常川的热固性树脂，性能良好，川途广泛。川含环氧基的POSS米改性环氰树脂将会使复合材料的热力学性能、热稳定性能和介电性能等得到改善。在以前的研究中，多种环氧功能化的POSS被合成出米，如八(内基缩水甘油醚基二甲基硅氧基)倍半硅氧烷(OG)、八(环氧化环己基乙基)倍半硅氧烷(OC)、八(环氧丁基二甲基硅氧基)倍半硅氧烷(OB)等。利川这些环氧功能化的POSS，人们研究了POSS对坏氧树脂的改性。尽管住含POSS的复合材料中 POSS的纳米增强效应成为人们的共识，但这种作用原理并没有具有的探讨。我们用八(内基缩水甘油醚基)倍半硅氧烷(OpePOSS)对环氧树脂进行改性，以此评价纳米尺度上分散的POSS时环氧树脂结构及性能的影响，并用动态力学分析方法详尽的研究POSS在环氧树脂体系中纳米增强效应的作用实质。 2．八官能团环氧基POSS改性弹性体 聚氨酯是·类应川非常广泛的弹性体。川POSS改性聚氨酯弹性体的研究已经有过些报道，但这些研究丰要集中在POSS改性线性聚氨酯，而关于交联聚氦酯网络结构的研究就很少了。含POSS的线性聚氨酯中 POSS以侧基形式存住，而川八官能团的POSS交联聚氨酯则得到立体网络结构。本研究中,我们用八(丙基缩水甘油醚基)倍半硅氧烷(Opeposs)米改性聚氨酯，除了聚氨酯固化后形成的有机交联网络之外，还冈为聚氨酯中的酰胺与POSS上环氧基团作川产牛附加交联得到有机无机立体网络结构。对于其中的化学反应我们同样利用模型反应米进佐证。和以往胺苯基POSS改性聚氨酯不同，液体的环氧POSS有着良好的可操作性，住固化之前能很好的形成相溶体系，为后面得到分子水平上的分散起到了铺垫作川。由于POSS的附加交联，使住不影响弹性体本身的基本性质的皋础上模量和表面性能改善。 3．含POSS的功能材料 聚4一乙烯基吡啶(P4VP)是-种重要的功能高分子，其吡啶环的氮原子L有一对孤对电了，因而赋予了一些独特的性能。一般交联聚4一乙烯基吡啶是用双烯或双溴化合物，川大分子原位反应交联的研究很少。本文就通过八(丙基缩水甘油醚基)倍半硅氧烷(OpoPOSS)与聚4一乙烯基吡啶之间的大分子反应得到交联复合村料，八官能团的POSS起到纳米交联点的作用。红外吸收光谱分析以及模型化合反应说明了体系中的大分子交联反应原理，并用示差扫描量热分析和热重分析技术对含POSS的聚4-乙烯基吡啶复合材料进行热分析。互穿网络(IPNs)是两个或两个以上聚合物形成的高分子合金，通过永久性缠结而固定在一起，具有比两个独立组分更出色的性能。在过去的二十年中得到了很好的研究，包括聚烯烃、聚酯和聚氨酯等各种塑料或橡胶类互穿网络结构复合材料被合成并利川。但关于含POSS的有机无机互穿网络的研究较少。以往各种结构的互穿网络基本都是有机物构成，本文则要以环氧POSS和双酚A形成一个半无机的立体网络，在网格内部穿插聚环氧乙烷(PEO)。该可穿网络中酚羟皋使环氧开环后产牛的醇羟基与PEO中的醚键形成强烈的氢键相互作用，让整个体系相溶。PEO含量达到20 wt％的互穿网络体系仍未出现结晶熔融现象，只有当PEO含量达到30 wt％以上时才同时出现冷结晶和熔融现象。 水凝胶也是一类很有实际应用价值的功能材料，通常在水中不溶。POSS对生物体尢毒尢害，是一种牛物惰性材料。聚乙烯亚胺(PEI)也是一种被广泛使用的医用生物材料，在以往的交联反应过程中采用用多卤化合物容易产牛副产物，使工艺处理和应用都受到限制。PEI上的脂肪胺是环氧基团良好的开环剂，基于这个思路我们得到了含POSS的水凝胶。本文采用八(丙基缩水甘油醚基)倍半硅氧烷(OpePOSS)交联PEI，通过大分子反应得到有机无机杂化的网络结构。并对含POSS的水凝胶进行热性能和溶胀性能分析。 4．以POSS为核心的星型结量高分子 通过八(氯内基)POSS得到了八(羟内基)POSS。并以此为引发剂合成了以POSS为核心的PCL星型聚己内酯(PCL)。探讨了单纳米无机颗粒对结晶聚合物结晶性能的影响，研究了该星型聚合物的结晶动力学。X射线衍射分析表明POSS的引入改变了PCL的晶体结构，平衡熔点升高，总的结晶速率和球晶生长速率都得到提高并随POSS含量增加而增加，表面折叠能随POSS含量增加而降低，这些都归结于POSS的异相成核作用而加速了结晶过程。 作为比较研究，我们以18臂羟基聚酯有机内核为引发剂，在相同的条件下合成了星型PCL，并进行类似的分析，发现晶体结构与线性PCL完全一样，平衡熔点降低，表面折叠能随分子量的降低也就是有机核的增加而迅速增加，这些都说明该有机内核抑制了结晶过程，与POSS内核作有相反。