多元醇混合溶剂中氧化硅及其PDMS杂化材料的合成和表征开题报告

1. 研究目的与意义

杂化材料因兼具有机材料和无机材料的特性而成为近年来研究的热点，其中pdms/sio2杂化材料是目前研究比较活跃的一种。

聚二甲基硅氧烷( pdms)是一种有机硅材料, 有机硅不同于一般的有机物, 在其结构中既含有/有机基团0, 又含有/ 无机结构0, 这种特殊的组成和分子结构不仅使它集有机物的特性与无机物的功能于一身, 具有许多优异性能, 而且聚二甲基硅氧烷( pdms)和正硅酸乙酯( teos)水解产物具有相似的骨架,pdms结合正硅酸乙酯形成的pdms/sio2杂化材料,复合均匀,外观透明,性能优良。

羟基封端的聚二甲基硅氧烷(pdms)结构特殊，形成的pdms/sio2杂化材料, 分子易产生构象变换, 可消除凝胶转化过程中产生的应力, 抑制材料的脆裂, 赋予pdms/sio2杂化材料优异的光学性能和力学性能。

2. 国内外研究现状分析

通过溶胶-凝胶(sol-gel) 技术制备有机无机杂化材料因能集有机高聚物和无机材料两者的优点于一身,近年来成为材料研究的热点之一。

所谓溶胶-凝胶过程是指将烷氧基金属或金属醇盐等前驱体在一定条件下水解缩合成溶胶(sol) ,然后经溶剂挥发或加热等处理使溶液或溶胶转化为空间网状结构的无机氧化物凝胶( gel) 的过程,其中包括体系混合过程,凝胶化过程,陈化过程及干燥过程 。

sol-gel 法是一种低温软化学制备杂化材料的重要手段,在室温或略高于室温的条件下,将有机小分子、低聚物或高聚物引入到sol-gel 体系中,通过化学键将有机组分与无机组分相连,即可获得具有精细结构的有机/ 无机杂化材料。

3. 研究的基本内容与计划

一、正硅酸乙酯与多元醇发生酯交换反应，生成正硅酸多元酯。

二、得到的产物在不同的ph条件、不同的温度下，水解制备二氧化硅。控制温度和ph得到分散性加好的二氧化硅。

三、二氧化硅与pdms杂化制备杂化材料。

4. 研究创新点

通常以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源制备二氧化硅，但是因为TEOS水解速率过快，得到的二氧化硅粒径分布不均。为了得到粒径比较均一的二氧化硅，用正硅酸多元酯来制备二氧化硅。正硅酸乙酯与多元醇酯交换得到的多元酯为螯合物，水解速率慢，且容易控制，得到的产品分散性好。