多面体硅倍半氧烷合成与表征

本书将多面体(低聚)硅倍半氧烷(POSS)作为研究对象，以作者近20年对POSS化合物设计、合成与表征的研究结果为主要内容，详细介绍了带有苯基及其硝基和氨基、炔烃基、含磷、含硫、含金属等不同有机基团的POSS化合物的合成方法、表征手段、谱图特征、物化性能等，并对包括直接水解缩合法、有机基团改性法和三硅醇POSS封角法等不同的合成方法制备完整笼状结构、缺角笼状结构、直链梯形结构、环梯形结构以及混合结构的POSS化合物的反应过程进行了不同程度地跟踪表征，对相关反应原理进行了详细阐述。本书还针对不同POSS化合物的结构特点、研究及应用现状和亟待解决的问题进行了分析，提出了多种创新的合成方法和表征方法。本书主要面向我国从事POSS化合物合成、分析与应用的高等学校、科研院所、工业企业的学者、专家、工程师、研究生等科研工作者，阐述背景知识，提供研究思路和技术路线。

前言
第1章 多面体苯基硅倍半氧烷的合成及表征 1
1.1 多面体硅倍半氧烷合成方法 1
1.2 多面体八苯基硅倍半氧烷合成进展 4
1.3 苯基三氯硅烷合成八苯基硅倍半氧烷研究 6
1.3.1 苯基三氯硅烷合成八苯基硅倍半氧烷的方法及影响因素 6
1.3.2 苯基三氯硅烷合成八苯基硅倍半氧烷产物结构表征 8
1.3.3 苯基三氯硅烷合成八苯基硅倍半氧烷反应机理分析 13
1.4 苯基三甲氧基硅烷合成八苯基硅倍半氧烷的研究 19
1.4.1 苯基三甲氧基硅烷合成八苯基硅倍半氧烷的方法及影响因素 19
1.4.2 苯基三甲氧基硅烷合成八苯基硅倍半氧烷产物结构表征 21
1.4.3 苯基三甲氧基硅烷合成八苯基硅倍半氧烷反应机理分析 25
1.5 十二苯基硅倍半氧烷的合成与表征 33
1.5.1 十二苯基硅倍半氧烷的合成 33
1.5.2 十二苯基硅倍半氧烷的结构表征 34
参考文献 37
第2章 高规整梯形聚苯基硅倍半氧烷的合成及表征 41
2.1 梯形聚苯基硅倍半氧烷的合成现状 41
2.2 环梯形聚苯基硅倍半氧烷的合成及表征 45
2.2.1 环梯形聚苯基硅倍半氧烷的合成方法 45
2.2.2 环梯形聚苯基硅倍半氧烷的结构和热性能 46
2.2.3 环梯形聚苯基硅倍半氧烷合成的影响因素 57
2.2.4 环梯形聚苯基硅倍半氧烷合成反应机理 66
2.3 直链梯形聚苯基硅倍半氧烷的合成及表征 73
2.3.1 直链梯形聚苯基硅倍半氧烷的结构和热性能 74
2.3.2 直链梯形聚苯基硅倍半氧烷合成收率的影响因素 79
2.3.3 直链梯形聚苯基硅倍半氧烷合成反应机理 81
2.4 本章小结 85
参考文献 85
第3章 苯基硅倍半氧烷的硝基和氨基衍生物合成与表征 89
3.1 八氨基苯基硅倍半氧烷的合成及表征 89
3.1.1 实验设计及合成方法 89
3.1.2 八硝基苯基硅倍半氧烷的表征 91
3.1.3 八硝基苯基硅倍半氧烷的纯度分析 96
3.1.4 八氨基苯基硅倍半氧烷的合成 104
3.1.5 OPS、ONPS、OAPS的热分解机理 113
3.2 环梯形氨基苯基硅倍半氧烷的合成 124
3.2.1 环梯形硝基苯基硅倍半氧烷合成方法 125
3.2.2 硝化方法的比较 125
3.2.3 HNO3/(CH3CO)2O新体系硝化程度分析 134
3.2.4 NO2-PPSQ硝化结果分析 135
3.2.5 环梯形氨基苯基硅倍半氧烷的合成与表征 138
3.3 低官能度硝基苯基硅倍半氧烷的合成 140
3.3.1 nNO2-OPS的合成方法 140
3.3.2 反应温度-时间法硝基官能度控制 141
3.3.3 硝化剂-溶剂法低官能度控制 145
3.4 低官能度氨基苯基硅倍半氧烷的合成 147
3.4.1 nNH2-OPS的合成和表征 147
3.4.2 nNH2-OPS的热性质 150
3.4.3 OPS硝化官能度影响因素分析 151
3.4.4 小结 153
参考文献 154
第4章 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷的合成与固化 158
4.1 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷合成与表征 158
4.1.1 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷的合成 158
4.1.2 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷的表征 159
4.1.3 小结 164
4.2 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷的热固化 164
4.2.1 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷热固化产物的红外分析 164
4.2.2 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷热固化物的XRD分析 166
4.2.3 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷热固化物的形貌分析 167
4.3 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷的热固化动力学研究 168
4.3.1 升温速率对八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷固化过程的影响 168
4.3.2 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷的热固化动力学参数 169
4.4 八炔丙基胺苯基硅倍半氧烷热固化物的热分解产物分析 170
4.4.1 氮气气氛中OPAPS及其固化物的热分解 170
4.4.2 空气气氛中OPAPS及其固化物的热分解 175
4.4.3 小结 177
参考文献 177
第5章 三硅醇硅倍半氧烷的合成及表征 180
5.1 不接近缩合硅倍半氧烷的合成方法 180
5.1.1 水解缩合法 181
5.1.2 顶点打开法 182
5.2 环戊基三硅醇硅倍半氧烷的合成及表征 183
5.3 异丁基三硅醇硅倍半氧烷的合成及表征 186
5.3.1 异丁基三硅醇硅倍半氧烷的化学结构表征 187
5.3.2 异丁基三硅醇硅倍半氧烷的热失重分析 190
5.3.3 异丁基三硅醇硅倍半氧烷合成条件的优化 192
5.4 异辛基三硅醇硅倍半氧烷的合成及表征 204
5.4.1 异辛基三硅醇硅倍半氧烷的化学结构表征 204
5.4.2 异辛基三硅醇硅倍半氧烷的热失重分析 207
5.4.3 异辛基三硅醇硅倍半氧烷合成条件的优化 209
5.5 苯基三硅醇硅倍半氧烷的合成及表征 219
5.5.1 苯基三硅醇硅倍半氧烷的化学结构表征 220
5.5.2 苯基三硅醇硅倍半氧烷的热失重分析 222
5.6 本章小结 224
参考文献 225
第6章 单官能度多面体硅倍半氧烷合成及表征 227
6.1 单官能化硅倍半氧烷的研究进展 227
6.1.1 水解缩合法 227
6.1.2 官能团取代法 228
6.1.3 顶角盖帽法 229
6.2 单氨丙基硅倍半氧烷的合成与表征 230
6.2.1 单氨丙基七异丁基硅倍半氧烷的合成与表征 230
6.2.2 单氨丙基七异辛基硅倍半氧烷的合成与表征 235
6.2.3 单氨丙基七苯基硅倍半氧烷的合成与表征 240
6.3 单甲基丙烯酰氧基丙基硅倍半氧烷的合成与表征 244
6.3.1 单甲基丙烯酰氧基丙基七异丁基硅倍半氧烷的合成与表征 244
6.3.2 单甲基丙烯酰氧基丙基七异辛基硅倍半氧烷的合成和表征 250
6.4 单巯丙基硅倍半氧烷的合成与表征 255
6.4.1 单巯丙基七异丁基硅倍半氧烷的合成与表征 255
6.4.2 单巯丙基七异辛基硅倍半氧烷的合成和表征 260
6.5 本章小结 265
参考文献 266
第7章 含磷多面体硅倍半氧烷的合成与表征 268
7.1 含磷多面体硅倍半氧烷化合物研究进展 268
7.1.1 完整笼状含磷多面体硅倍半氧烷化合物 268
7.1.2 不完整笼状含磷多面体硅倍半氧烷化合物 270
7.1.3 含磷笼状+梯形多面体硅倍半氧烷化合物 271
7.1.4 含磷多面体硅倍半氧烷基共聚物 272
7.1.5 含磷多面体硅倍半氧烷基官能化氧化石墨烯 275
7.2 磷杂菲多面体硅倍半氧烷的合成、表征与物性分析 276
7.2.1 完整笼状结构磷杂菲多面体硅倍半氧烷 276
7.2.2 不完整笼状结构磷杂菲多面体硅倍半氧烷 279
7.3 二苯基氧磷多面体硅倍半氧烷的合成、表征与物性分析 287
7.3.1 完整笼状结构二苯基氧磷多面体硅倍半氧烷 287
7.3.2 不完整笼状结构二苯基氧磷多面体硅倍半氧烷 290
7.4 二苯基磷多面体硅倍半氧烷的合成、表征与物性分析 298
7.4.1 完整笼状二苯基磷多面体硅倍半氧烷的合成方法 298
7.4.2 完整笼状二苯基磷多面体硅倍半氧烷的结构表征 298
7.5 含磷杂菲含乙烯基的硅倍半氧烷系列化合物的合成、表征与物性分析 301
7.5.1 含磷杂菲含乙烯基的硅倍半氧烷的合成方法 301
7.5.2 含磷杂菲含乙烯基的硅倍半氧烷系列化合物的结构表征 302
7.5.3 含磷杂菲含乙烯基的硅倍半氧烷系列化合物的物性表征 309
7.6 本章小结 311
参考文献 311
第8章 含硫多面体硅倍半氧烷的合成与表征 314
8.1 八(二苯砜基)硅倍半氧烷的合成与表征 314
8.1.1 八(二苯砜基)硅倍半氧烷的合成与结构表征 314
8.1.2 八(二苯砜基)硅倍半氧烷的热性能 319
8.1.3 八(二苯砜基)硅倍半氧烷的合成反应机理 320
8.1.4 八(二苯砜基)硅倍半氧烷的单晶表征 329
8.2 八(甲基二苯砜基)硅倍半氧烷的合成与表征 331
8.2.1 八(甲基二苯砜基)硅倍半氧烷的合成与结构表征 331
8.2.2 八(甲基二苯砜基)硅倍半氧烷的热性能 335
8.2.3 八(甲基二苯砜基)硅倍半氧烷的溶解性表征 337
8.2.4 八(甲基二苯砜基)硅倍半氧烷的单晶表征 338
参考文献 340
第9章 七苯基硅倍半氧烷三硅醇锂(钠)盐的合成与表征 343
9.1 七苯基硅倍半氧烷三硅醇锂盐的合成与表征 343
9.1.1 七苯基硅倍半氧烷三硅醇锂盐的结构分析 344
9.1.2 七苯基硅倍半氧烷三硅醇锂盐的热失重分析 348
9.1.3 七苯基硅倍半氧烷三硅醇锂盐合成条件的优化 349
9.2 七苯基硅倍半氧烷三硅醇钠盐的合成及表征 352
9.2.1 七苯基硅倍半氧烷三硅醇钠盐的结构分析 353
9.2.2 七苯基硅倍半氧烷三硅醇钠盐的热失重分析 355
9.3 本章小结 357
参考文献 357