北京大学陈尔强教授Macromolecules: 基于多面体低聚倍半硅氧烷侧链的均聚和无规共聚聚降冰片烯——柔性链效应和组份依赖

【引言】

向聚合物基体中引入无机组份是用来定向改进聚合物材料性质的一种重要的方法。通过调节聚合物基体和无机部分的作用力和形貌，可以获得具有优异力学、光学、热、电磁和生物性质的复合材料。在过去的几十年间，聚合物在分子水平的无机-有机杂化吸引了广泛的研究兴趣，因而许多工作都集中在多面体低聚倍半硅氧烷无机纳米粒子上。多面体低聚倍半硅氧烷是一类笼状分子，通过化学合成，可在笼子的角落引入不同的官能团。因此，多面体低聚倍半硅氧烷可通过化学反应引入聚合物侧链，得到基于聚合物的复合材料。通过引入多面体低聚倍半硅氧烷，可以改变分子链的运动和分子堆积，因此达到改变材料性质的目的。

【成果简介】

近日，北京大学的陈尔强教授通过开环聚合制备了基于多面体低聚倍半硅氧烷侧链的均聚和无规共聚聚降冰片烯。对于均聚物P-z-POSS(z代表链长)，POSS基团通过不同链长的碳链引入聚降冰片烯骨架；对于无规共聚的聚降冰片烯，P-6-co17。组份的调节是通过调节丁酯基取代的降冰片烯单体和含有多面体低聚倍半硅氧烷的降冰片烯单体的投料比实现的。在这个工作中，作者研究了不同碳链长度对多面体低聚倍半硅氧烷的降冰片烯齐聚物结晶度的影响，和均聚物物理性质的组份依赖。该成果以题为"Homopolymer and Random Copolymer of Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane (POSS)-Based Side-Chain Polynorbornenes: Flexible Spacer Effect and Composition Dependence"发表在Macromolecules上。

【图文导读】

图1. M-6, M-17-POSS和P-6-co-17的核磁氢谱

图2. P-z-POSS的DSC图

图3. P-z-POSS的一维XRD图

图4. P-17-POSS的二维XRD图

图5. P-6-co-17的DSC图

图6. P-6-co-17的一维XRD表征

(a).P-6-co-17在室温的一维XRD表征

(b).P-6-co-17在在不同温度下的一维XRD表征

图7. P-6-co-17的系列表征

(a).P-6-co-17在室温的小角光散射

(b).P-6-co-17的TEM图

(c).1/Lposs-fposs图

图8. P-6-co-17的图示

(a).POSS堆积和形貌分离

(b).单向延伸后的形貌变化

图9. P-6-co-17的流变温度范围曲线

图10. P-6-co-17的室温压力-应变曲线

图11. P-6-co-17的二维XRD和小角光散射图

【小结】

在这个工作中，作者通过开环聚合制备了基于多面体低聚倍半硅氧烷侧链的均聚和无规共聚聚降冰片烯。对于均聚物P-z-POSS(z代表链长)，POSS基团通过不同链长的碳链引入聚降冰片烯骨架；对于无规共聚的聚降冰片烯，P-6-co17。组份的调节是通过调节丁酯基取代的降冰片烯单体和含有多面体低聚倍半硅氧烷的降冰片烯单体的投料比实现的。在这个工作中，作者研究了不同碳链长度对多面体低聚倍半硅氧烷的降冰片烯齐聚物结晶度的影响，和均聚物物理性质的组份依赖。

文献链接：Homopolymer and Random Copolymer of Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane (POSS)-Based Side-Chain Polynorbornenes: Flexible Spacer Effect and Composition Dependence (Macromolecules, 2018, DOI: 10. 1021/acs.macromol.8b00302)

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