笼型聚倍半硅氧烷(POSS)对聚合物的改性

笼型聚倍半硅氧烷(POSS)对聚合物的改性

笼型聚倍半硅氧烷(POSS)对聚合物的改性

摘要 笼型聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes，POSS)是一种新型的纳米级无机填料，因其特殊的结构，能显著的改善聚合物的耐热性能和力学性能。本文描述了POSS的合成与结构，重点介绍了近年来利用化学共聚和物理共混两种方法将POSS应用于几种聚合物的改性研究综述。

关键词 笼型聚倍半硅氧烷；POSS；聚合物改性

近年来，利用无机纳米粒子对有机聚合物的改性研究较为广泛，因为经过此种方法改性后的材料，不仅具有高分子材料的易加工性、成本低和质轻等特点，同时其耐热性和力学性能等也有很大的提高。其中笼型聚倍半硅氧烷（Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes，POSS），因其对称结构中的Si可带多种的反应性或非反应性基团，使其与聚合物具有很好的相容性而受到人们的关注[1]，现在利用POSS对聚合物的改性的研究也越来越多，本文就对近年来这方面的研究进行了综述。

1 笼型聚倍半硅氧烷(PO SS)的结构及合成方法

1.1 POSS的结构

POSS的结构简式为（RSiO1.5）n，于1946年由Scott，D.W首先合成出来，但当时的产率极低，POSS包含多面体硅-氧纳米机构骨架，直径约为1.5mm，分子量可高达1000，分子为笼型结构。POSS中的六面体倍半硅氧烷又称T8，其结构具有很好的对称性（如图1），其中的Si原子可以和多种反应性和非反应性基团相连[2]。

六面体倍半硅氧烷，T8结构式

1.2 POSS的合成方法

目前，POSS单体的合成主要是通过RSiX3水解来制备。RSiX3（R为有机基团，X=Cl、OCH3、OCH2、CH3）的水解即溶胶－凝胶法，是制备T8- POSS最直接的方法。根据水解程度的不同，可分为完全水解和部分水解—封角法两种

[3]。

1）完全水解法

这种方法主要以RSi（OR）3或RSiCl3 为原料在溶剂中经催化剂作用而成：反应可在水或有机溶剂中以酸、碱或金属盐为催化剂进行。受单体来源的限制，这条路线主要用于制备甲基和苯基T8- POSS。

2）部分水解—封角法

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