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POSS侧基环氧树脂的合成、表征及其固化物性能研究的开题报告
开题报告
一、研究背景和意义
环氧树脂具有很好的物理性能，特别在建筑、化工、包装等领域有着广泛的应用。传统的环氧树脂主要使用二酸酐和双酚A等原料制备而成，但是这些原料具有环境危害性和生态风险，对环境会造成严重的污染和危害。为此，近年来，人们开始寻找新的、环境友好的制备环氧树脂的方法和原料。
环氧树脂的POSS侧基化是一种新的制备方法，通过将环氧树脂分子中的一部分氧化直链烃基替换成POSS分子，可以大大提高环氧树脂的稳定性和耐热性。因此，研究POSS侧基环氧树脂的合成、表征及其固化物性能，对新型环氧树脂的制备和应用具有重要意义。
二、研究内容
1.合成方法的研究
(1)确定POSS侧基材料
POSS可以改善环氧树脂的热稳定性和力学性能。在POSS分子中，取代其上的苯环上的一个氢原子，就可以形成可交联的POSS硅氧烷基团。因此，在选择POSS侧链分子时，要考虑其交联能力、耐热性和化学惰性。
(2)合成方法的选择
目前，POSS侧基环氧树脂的制备方法主要有自由基聚合法、季铵盐催化法、金属有机酸催化法等，具有不同的特点和限制。在本研究中，我们将选择合适的合成方法，优化条件，以获得高质量的POSS侧基环氧树脂。
2.表征方法的研究
POSS侧基环氧树脂的结构和性能的表征主要包括核磁共振谱、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热法、动态热机械分析等，以了解环氧树脂POSS侧基化的程度和性质的变化。
3.固化物性能的研究
通过对POSS侧基环氧树脂进行光固化、热固化和双固化等处理方法，考察其固化物的物理、化学性质和力学性能，评估其使用价值。
三、研究方法和计划
1.合成方法和表征方法的选择
(1)确定POSS侧基分子
考虑到POSS硅氧烷基团的交联能力、耐热性和化学惰性等，我们将选择Octa(γ-(2,3-epoxypropoxy)propyl)polyhedraloligomericsilsesquioxane(POSS-epoxy)作为侧基分子。
(2)合成方法的选择
本研究选择季铵盐催化法合成POSS侧基环氧树脂，优化条件为POSS-epoxy用量为5%，N,N-二甲基乙酰胺用量为10%，4-二甲氨基吡啶用量为1%，反应时间为24h。
(3)表征方法的选择
合成POSS侧基环氧树脂后，我们将通过核磁共振谱、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热法、动态热机械分析等方法进行表征，以了解环氧树脂POSS侧基化的程度和性质的变化。
2.固化物性能的研究
我们将采用光固化、热固化和双固化等方法对POSS侧基环氧树脂进行处理，评估其固化物的物理、化学性质和力学性能，评估其使用价值。
3.研究计划
本研究拟于2022年9月开始，为期12个月，具体时间计划如下：
（1）9月：确定POSS侧基分子，优化合成条件
（2）10月：合成POSS侧基环氧树脂，进行表征
（3）11月：采用光固化等方法处理POSS侧基环氧树脂
（4）12月：评估固化物的性能，总结研究成果
四、研究预期成果
本研究将合成得到POSS侧基环氧树脂，并通过一系列表征和处理方法进行性能评估，预期可以得到以下研究成果：
（1）学习获得POSS侧基化环氧树脂的制备技术和表征方法；
（2）了解环氧树脂POSS侧基化的程度和性质的变化；
（3）评估POSS侧基化环氧树脂的物理、化学性质和力学性能；
（4）为新型环氧树脂的制备开发提供技术支撑和参考。
参考文献：
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