POSS改性聚合物复合材料力学性能研究进展

介绍了笼型倍半硅氧烷（POSS）的结构、分类以及POSS改性聚合物力学性能的特点和机理,综述了POSS改性聚合物（包括聚烯烃、环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚氨酯等）复合材料力学性能的研究进展,并展望了POSS改性聚合物复合材料的发展前景。     

POSS改性PUR的研究进展

综述了近几年有关多面体低聚倍半硅氧烷（简称POSS）的结构及制备方法、POSS改性聚氨酯（PUR）的方法以及POSS改性PUR性能的研究进展。     

POSS及其改性聚合物的研究进展

介绍了多面体倍半硅氧烷（POSS）的合成方法,综述了POSS改性聚合物的一些优异性能,总结了近3年国内的研究成果,展望了POSS改性聚合物的研究前景。     

反应性笼形倍半硅氧烷（R-POSS）对纤维素纤维的改性

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,通过酸化催化、水解、缩合可合成出结构规整合八氨基的笼形结构的聚γ-氨丙基倍半硅氧烷（POSS—NH2）,经甲醛化可制得反应性多-N甲氧基笼形倍半硅氧烷（POSS—N（CH2OH）2）。作为一种新型纳米交联增强荆,其具有高活性能力,与纤维素进行交联,能有效地改进纤维素纤维的弹性回复性能,其织物的经向和纬向折皱回复角均明现增加。     

笼型倍半硅氧烷（POSS）的功能化改性 及应用研究进展

有机/无机杂化材料的改性及应用是目前材料科学中最富有活力的研究领域之一。其中笼型倍半硅氧烷（Polyhedral oligomeric silsesquioxane，POSS）在分子水平上实现了有机组分与无机组分的结合，结构呈硅氧骨架连接的立体笼型，具有优异的反应活性、耐热阻燃性、多孔性和纳米尺寸效应等特性，通过化学改性可将其应用在多个领域。本文主要从官能团改性、聚合改性和配位改性三个方面阐述了POSS的改性方法，综述了POSS在耐热材料、阻燃材料、增强材料和多孔材料等领域的应用研究进展，并对POSS今后的研究方向提出了展望。可从POSS的构效关系、改性方法以及安全性等方面进行更加深入和系统的研究，以促进POSS材料更广泛的应用。     

多面体低聚倍半硅氧烷改性聚合物材料研究进展

介绍了多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的特性及POSS的3种基本制备方法,综述了POSS改性聚合物的最新研究进展(包括POSS改性聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、环氧树脂等)及POSS改性聚合物作为阻燃材料、耐热材料、光电材料、膜材料等的应用,指出了POSS材料的研究与应用前景.     

乙烯基笼型倍半硅氧烷在不饱和聚酯绝缘漆中的应用

中船重工第712研究所的许曼等人选用乙烯基笼型倍半硅氧烷（POSS）为添加剂,与自制的改性不饱和聚酯绝缘漆进行反应固化,并对其固化产物性能进行分析。结果表明,当乙烯基POSS添加量较低时,改性不饱和聚酯绝缘漆的力学性能明显提高;     

环氧基笼型倍半硅氧烷对氰酸酯树脂的增韧改性及固化反应性能研究

通过熔融共混法制备了高韧性氰酸酯树脂(CE)/八环氧基笼型倍半硅氧烷(G POSS)杂化材料,通过傅里叶变换红外光谱分析仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和差示扫描量热仪（DSC）等方法对其结构和性能进行了表征。结果表明, G POSS能提高CE的固化反应速率,增加材料的韧性;当 G POSS的含量为7 份时,改性树脂固化物的冲击强度最高,达到238 kJ/m2,与CE相比提高了158 %。     

POSS改性负载型Ziegler-Natta催化剂及其乙烯/1-己烯共聚反应

采用具有开放型骨架结构的大孔SiO₂（Macro-SiO₂）与MgCl₂形成复合载体,同时引入聚倍半硅氧烷（POSS）形成具有空间分隔作用的POSS/MgCl₂纳米团聚体,负载TiCl₄后制备得到改性Ziegler-Natta催化剂。采用红外分析、热重分析、CO低温吸附红外、扫描电镜、粒径分析等手段对POSS改性前后催化剂的结构进行表征,发现POSS的引入能诱导MgCl₂形成更多Mg_4c²⁺缺陷位点,并促进了Lewis酸性位点的形成,有利于TiCl₄有效活性中心的负载。乙烯/1-己烯共聚结果表明,POSS改性催化剂活性较高,最高可达1.03×10⁶ g?（mol?h）^-1,同时具有更高的共聚能力,共聚产物中共聚单体摩尔分数可达3.79%,且聚合产物具有较窄的分子量分布（MWD=3~6）。     

多面体低聚倍半硅氧烷在聚合物中的应用

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)具有特殊的纳米级笼形结构,与聚合物有良好的结合性和相容性,采用POSS改性聚合物可制备分子级分散的纳米复合材料。介绍了POSS的结构及特性,并综述了POSS在聚合物中的应用及研究进展。     

POSS改性聚氨酯的研究进展

多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)是一类具有三维立体结构的无机/有机杂化材料。采用POSS改性聚氨酯,能够提高聚氨酯的热稳定性、耐水性等性能。从物理共混法和化学改性法两方面综述了近年来POSS改性聚氨酯的研究进展。     

Synthesis and characterization of poly(dimethylsiloxane‐urethane) nanocomposites: Effect of (in)completely condensed silsesquioxanes on thermal,morphological, and mechanical properties

The structural properties of completely condensed and incompletely condensed silsesquioxane in the polyurethane nanocomposites containing 17.5 wt % of silsesquioxane was investigated by FTIR, TGA, scanning electron microscopy (SEM), X‐ray diffraction (XRD), and DMA techniques. FTIR spectra shows the existence of hydrogen bonding in the PU‐POSS system. The intensity of hydrogen bonding decreases with the increase in POSS‐H loading suggesting the prevention of the formation of hydrogen bonding by the addition of POSS‐H molecule. SEM analysis reveals the incompatibility of POSS‐H molecule in the PU matrices exhibiting greater extent of phase separation and a large number of POSS aggregates on the addition of POSS‐H molecule in the PU‐POSS matrices. The TGA thermograms show that the POSS‐PU hybrids possess excellent thermal stabilities. However, the incorporation of POSS‐H molecule leads to a decrease in the thermal properties and only the char yield values increase with the increase in the POSS‐H content in the PU‐POSS hybrids. The XRD pattern reveals that the crystalline structure of POSS molecules are destroyed by the polymer matrices in the PU‐POSS hybrid films. The decrease in the bending storage modulus E′ values with the increase in the POSS‐H content proves the retardation of hydrogen bonding formation by the POSS‐H molecule in the PU‐POSS hybrid. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

Fabrication of composite films with poly(methyl methacrylate) and incompletely condensed cage‐silsesquioxane fillers

Polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) is a promising nanofiller for tuning properties of optically transparent polymer materials. On the other hand, traditional completely condensed POSS (CC‐POSS) has a fundamental problem for fabricating optically transparent composite films; CC‐POSS has high crystallinity due to its symmetrical structure, resulting in aggregation in the polymer matrices. In this work, we have demonstrated that incompletely‐condensed POSS (IC‐POSS), which has an open‐cage structure, can be well dispersed in a poly(methyl methacrylate) (PMMA) matrix. IC‐POSS with various substituents were readily synthesized, and their composite films of PMMA were fabricated by solution‐casting method. High transparency was achieved with up to 30 wt % of the IC‐POSS fillers, while the CC‐POSS analogues caused phase separation with 10 wt % loading. Addition of the IC‐POSS fillers can improve thermal stability and control glass transition temperature by the substituent structure. Additionally, refractive index was tuned from 1.485 to 1.513. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46033.     

辐射交联聚氨酯及其POSS复合材料的制备与表征

先用本体聚合方法由液化MDI、聚碳酸酯二元醇及甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基笼形六面体倍半硅氧烷(POSS)合成链末端含不饱和双键的聚氨酯弹性体,然后通过γ射线辐照制得了辐射交联型聚氨酯及其POSS复合材料,并用红外光谱、X射线衍射、动态热机械分析、热重分析等方法分析表征了它们的结构和性能.结果表明,辐射交联型聚氨酯呈现局部...     

POSS改性聚亚苯基硅氧烷的合成与表征

以α,ω-二羟基聚（四甲基对硅亚苯基）硅氧烷为起始原料,分别与1,4-双（甲基氯硅基）苯和甲基二氯硅烷反应,合成了两种带硅氢基的聚亚苯基硅氧烷P1和P2;然后,再与烯丙基七戊基低聚倍半硅氧烷（烯丙基七戊基POSS）进行硅氢加成反应,引入POSS侧基,合成了POSS-P1和POSS-P2。经^1H NMR和^29Si NMR分析证实得到了目标产物;GPC分析表明,两种聚合物经POSS改性后摩尔质量均增大,摩尔质量分布变宽;DSC和TGA分析表明,两种聚合物经POSS改性后熔点分别提高8.4℃和10.6℃,热质量损失率达到5%时的温度分别提高197℃和162℃,且均在400℃以上。     

POSS/PA66纳米复合纤维的制备及性能研究

以间氯过氧苯甲酸与八乙烯基笼形倍半硅氧烷（POSS）反应制得的八乙烯基POSS环氧化产物为原料,采用熔融纺丝工艺制备POSS/PA66纳米复合纤维,借助FTIR、TG、FE-SEM和DSC测试方法对八乙烯基POSS环氧化产物和POSS/PA66纳米复合纤维进行表征。结果表明：将间氯过氧苯甲酸与八乙烯基POSS进行反应,可以使部分乙烯基团发生环氧化反应,生成的八乙烯基POSS环氧化产物具有良好的耐热性能。采用熔融纺丝工艺制备的POSS/PA66纳米复合纤维,POSS均匀分散在复合纤维中,纤维的热性能如熔融温度和起始分解温度都有所提高,同时纤维的力学性能也得到改善。     

单官能化倍半硅氧烷的合成与表征

以异丁基三甲氧基硅烷为原料,通过部分水解缩合反应合成了七聚(异丁基)倍半硅氧烷三硅醇(T7);T7继续与乙烯基三氯硅烷、三氯氢硅、四氯化硅、3-氯丙基三氯硅烷反应封角后,得到单官能度的倍半硅氧烷(T8);T8再转化为其它官能团的倍半硅氧烷(POSS),合成了一系列单官能度的POSS:乙烯基POSS、活性氢基POSS、氯基POSS、羟基POSS、二甲基氢硅氧基POSS、氯丙基POSS、叠氮丙基POSS。利用1H核磁共振光谱、13C核磁共振光谱、29Si核磁共振光谱对它们的结构进行了详细的表征。     

含POSS聚芴亚胺酮的合成、表征与性能研究

以9,9-双（4-氨基苯基）芴、4,4＇-二溴二苯甲酮及八氨基苯基笼型聚倍半硅氧烷（POSS）为反应单体,通过Buchwald-Hartwig交叉偶联反应,制得了一系列不同POSS含量的POSS基聚芴亚胺酮（PIKF）。通过红外、核磁共振、电子能谱、X射线衍射等对其结构进行了表征,采用热失重分析、紫外/可见光谱及荧光光谱测试了其性能。结果表明,随着POSS含量的提高,聚合物的起始热分解温度逐步升高（从497.62℃升高到508℃和541.61℃）;POSS的引入可有效降低聚集现象的发生,从而使其最大吸收波长红移（从385 nm移至412 nm）;而非共轭大体积POSS基的引入打断了链内共轭,使聚合物的最大发射波长蓝移（从518 nm至490 nm）。     

氢化羧基丁腈橡胶/环氧化POSS复合材料的硫化反应和性能研究

通过溶液共混和硫化成型制备了氢化羧基丁腈橡胶(HXNBR)/环氧环己基POSS复合材料,并进行了硫化性能、动态力学性能、FTIR谱图和交联密度测试。结果表明,环氧化环己基POSS和HXNBR发生交联反应并产生醇羟基;在实验温度范围内,200℃时复合材料硫化效率最佳,正硫化时间(t90)约为10min;复合材料高弹储能模量和交联密度随POSS用量的增大而明显增大,损耗因子降低,玻璃化转变温度提高;交联密度在20～40min区间增加幅度较大,当硫化时间为60min时交联密度有所降低。     

多面体低聚倍半硅氧烷的合成研究进展

首先介绍了多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的结构、分类和性质,然后综述了三官能度硅烷或四官能度硅烷在酸、碱和有机盐催化下通过水解缩合反应合成POSS的研究进展,以及以POSS为母体、通过封端关笼法、闭环法和官能团转化法合成POSS的研究进展。