笼型倍半硅氧烷(POSS)合成的研究进展

笼型倍半硅氧烷(POSS)是一类引人注目的新型纳米材料。POSS独特的有机无机杂化结构赋予其许多优异的性能,如高的耐热性、力学性能、良好的介电性能及光学性能等,展示出广泛的应用前景。文中首先介绍了POSS的结构和性能特点,然后详细综述了笼型倍半硅氧烷(POSS)合成方面的研究进展,将笼型倍半硅氧烷的合成方法分成三官能团硅烷的水解缩聚反应法、顶端-带帽法、硅氢化反应法、侧基转化法和POSS的结构重排法等5种合成方法。     

笼型倍半硅氧烷的合成与应用

笼型倍半硅氧烷(POSS)是一种新型有机硅杂化材料,在耐高温材料、阻燃材料以及高分子增强材料方面具有广阔的发展前景.主要介绍了苯基、氨基、环氧基和甲基等4种官能团取代笼型倍半硅氧烷的合成方法及影响因素、性能和应用前景.     

笼型多面体低聚倍半硅氧烷研究进展

笼形多面体低聚倍半硅氧烷是近年来新兴的一类真正分子水平上的有机/无机杂化纳米材料.介绍了POSS的有机无机杂化的笼形结构和相应性能,总结了通过三官能的有机硅单体水解缩聚合成POSS及其衍生物的路线及存在的低产率、高成本问题,并概述了POSS基聚合物的性能、杂化结构和制备方法,指出了POSS在各领域的应用前景,并对POSS基材料的发展趋势和有待于进一步解决的问题进行了探讨.     

POSS/聚合物杂化材料应用的研究进展

笼型倍半硅氧烷(POSS)/聚合物有机无机杂化材料是近年来材料科学领域的一个研究热点。POSS/聚合物杂化材料在很多领域都呈现出了巨大的应用前景,如高温绝缘材料、低介电常数材料、传感器、光学元件材料、催化剂载体等。文中综述了其在航空航天、耐热阻燃、高性能介电材料、多孔功能材料、催化剂、陶瓷前驱体、纳米复合材料和生物齿科材料等方面应用的研究进展。最后,笔者指出目前制约POSS/聚合物杂化材料深入研究和广泛应用的关键原因是POSS化合物的合成。     

船舶用阻燃树脂基体复合材料研究进展

复合材料的阻燃性能限制了其在船舶结构中的应用，树脂基体复合材料阻燃性能的好坏主要取决于树脂本身的阻燃性能。作者分别对复合材料中常用的三类树脂基体进行了总结研究：乙烯基环氧树脂在船舶领域已得到了广泛应用，但在某些要求阻燃的场合，乙烯基环氧树脂的应用受限。工业界和学术界针对阻燃乙烯基环氧树脂开展了大量工作，通过加入含磷笼型聚倍半硅氧烷(POSS)阻燃剂，显著提高了其阻燃性能，耐热性能和力学性能也有所提高；酚醛树脂是一种具有高阻燃性能的树脂类别，采用多种浸渍工艺将其制备成玻璃纤维或碳纤维增强预浸料，经过模压或热压罐等工艺方式可制备出力学性能良好、阻燃性能优异的复合材料产品。采用发泡工艺制备玻璃纤维增强酚醛发泡复合材料，其在更加轻量化的同时，仍具有良好的力学性能和阻燃性能；邻苯二甲腈树脂同样具有优异的阻燃性能，玻璃纤维、碳纤维增强的邻苯二甲腈复合材料热释放速率满足美军MIL-STD-2031中潜艇材料测定标准，邻苯二甲腈玻璃纤维复合材料的烟密度也远低于常见树脂复合材料的。阻燃乙烯基环氧树脂、酚醛树脂和氰基树脂优异的阻燃性能和良好的力学性能使其在水面舰艇和潜艇部件上具有广阔的应用前景。     

笼型倍半硅氧烷纳米杂化材料的研究进展

介绍了笼型倍半硅氧烷(POSS)作为一种新型的有机一无机杂化材料,在近10年的研究中引起了极大关注.阐述了POSS单体的结构特点及官能化POSS的合成,并指出了POSS聚合物在催化剂、发光材料、介电材料等领域内的应用前景.     

由二氧化硅低温合成可聚合倍半硅氧烷的研究

以无定形二氧化硅(SiO2)为基本原料,经过系列反应成功合成了带有甲基丙烯酸酯基团的笼形倍半硅氧烷。采用红外光谱、差示扫描量热等分析方法对各步反应产物进行了表征。结果表明,所合成的倍半硅氧烷带有可聚合的不饱和基团且具有笼形核/壳结构。可聚合的笼形倍半硅氧烷为具有特殊杂化结构聚合物的合成和应用奠定了基础。     

新一代高性能POSS-聚合物材料

描述了多面体聚硅倍半氧烷（Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane,POSS)单体的结构与性能,POSS单体改性聚合物在塑料工业,航空与空间等领域的应用现状与前景,并对POSS单体合成技术,成本,POSS单体一步形成串凳式,悬笼式和笼－笼连接式结构作了综合评述。     

分子内杂化纳米结构体多面体低聚倍半硅氧烷研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是基于化学键合作用形成的分子内杂化体系,其改性后的材料是一类具有广泛潜在应用价值的新型有机-无机杂化材料。文中介绍了多面体低聚倍半硅氧烷单体的结构、性能、单体及其衍生物的合成,以及其改性聚合物材料在航空、航天、卫生、电子等高科技领域内的应用前景。针对国内的研究现状,指出低聚倍半硅氧烷-聚合物杂化体系研究所存在的问题。     

POSS改性有机玻璃研究进展

目的 多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)/聚合物复合材料是近年来材料科学领域研究的热点.把具有特殊笼型结构的新型有机-无机纳米粒子POSS用于改性有机玻璃(PMMA),可以提高PMMA的热学、力学和阻燃等性能,从而提升PMMA的使用效能,拓宽其应用领域.方法 通过对文献进行分析,阐明POSS的合成方法、特性和应用,并全面综述POSS改性PMMA的应用研究进展.结论 分析了目前POSS改性PMMA相关研究的不足,并提出了POSS改性PMMA拓展代替钢化玻璃应用于高层建筑和传统透明材料应用包装领域拟解决的关键问题.     

含POSS聚合物的制备与性能研究进展

多面体齐聚倍半硅氧烷(POSS)具有特殊的笼状结构,可从纳米尺度上起到对聚合物的改性作用。通过不同的方法将POSS分子引入到聚合物体系中去,以改善聚合物性能是聚合物改性的重要手段之一。文中从聚合方式上对含POSS聚合物的制备进行介绍,包括传统自由基聚合、活性聚合、缩聚聚合和开环聚合,并对合成的含POSS有机/无机聚合物的性能进行相关介绍。     

POSS基高分子材料的合成及热性能

倍半硅氧烷（POSS）是由Si—O组成的纳米大小无机笼型骨架芯即（SiO1.5）n,在其顶点处连接有机取代基团的特殊结构分子,POSS基高分子材料,由于其优异的热性能引起人们广泛兴趣,文中从合成和热性能两方面,对POSS基高分子材料的研究进行综述,并提出了今后的发展方向。     

POSS对壳聚糖膜的阻湿与拉伸性能的影响

目的研究以四甲基铵基笼形聚倍半硅氧烷(Octa TMA POSS)为填料,制备壳聚糖基复合膜,对壳聚糖薄膜的水蒸气阻隔性能和力学性能进行改善。方法采用溶液共混流延法制备复合膜,测定其水蒸气透过系数、表面接触角、溶胀度、溶解度、吸附等温曲线、拉伸性能、成膜液流变性能、微观形貌和X射线衍射等。结果笼形聚倍半硅氧烷的加入可提高复合膜对水分子的阻隔性,尤其是质量分数为3%时,其水蒸气透过系数下降了15.9%。同时,壳聚糖薄膜的力学性能也得到改善,在质量分数低于5%时,壳聚糖薄膜的抗拉强度、弹性模量可同时得到提高。结论四甲基铵基笼形聚倍半硅氧烷的加入可改善壳聚糖薄膜的阻湿性能和力学性能,可大大提升其在食品包装领域的应用潜力。     

POSS/聚合物纳米复合材料的研究进展

多面体低聚物倍半硅氧烷(POSS)由于其特殊的笼型结构、纳米尺寸,在制备POSS/聚合物纳米复合材料方面受到了广泛关注。介绍了POSS/聚合物纳米复合材料的主要制备方法(原子转移自由基聚合法、自由基聚合法、共混法、乳液聚合法等),还介绍了POSS-聚合物的分子结构,POSS/聚合物纳米材料的形貌、结晶及其影响因素。指出了POSS/聚合物纳米复合材料研究的问题,展望了POSS/聚合物未来的发展趋势。     

功能性POSS制备的研究进展

作为一种特殊结构的有机/无机杂化纳米材料,笼形多面低聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes, POSS)具有优异的理化性能。本文对POSS的发展历程、分子结构特性进行总结,并重点对聚合物改性中常用的六面体功能性POSS的合成方法展开综述,包括硅烷水解法、官能团转化衍生法及"顶角-戴帽"法。所涉及的功能性POSS种类有:甲基丙烯酰氧丙基POSS、乙烯基POSS、氨基POSS、环氧基POSS、羟基POSS及部分单官能化POSS。最后归纳出合成方法的影响因素,并将国内对功能性POSS的研究进行展望:未来的研究工作可注重对合成机理的进一步明确以及对现有工艺稳定性的改善,从而在提高产率的基础上降低成本,为工业化生产提供技术支持;同时可精确设计功能性基团的引入,合成更多新官能化POSS。     

具有笼形结构的倍半硅氧烷纳米增强剂

介绍了具有笼形结构的倍半硅氧烷纳米增强剂制备方法及其结构和功能特点,讨论了该类纳米增强剂与普通无机纳米粒子不同的性能特点及其增强机理,并对这种具有笼形结构的纳米增强剂在聚合物纳米复合材料中的应用和发展趋势作了概述.     

聚合物／POSS纳米复合材料热性能增强机理研究进展

笼型倍半硅氧烷(POSS)是由Si-O-Si键组成的无机核、顶点处连接有机取代基团的大小0.5nm~3 nm结构规整的新型纳米分子,具有高的热稳定性。文中就聚合物/POSS纳米复合材料热性能的影响因素进行综述,讨论了各种热性能增强机理的研究进展。     

笼型倍半硅氧烷聚合物/骨胶复合地膜的制备及性能

首先以八乙烯基笼型倍半硅氧烷（POSS-Vi）和乙烯基类单体为原料，采用自由基聚合法制备含有环氧基、酯基和羧基的多支化POSS聚合物；红外分析（FT-IR）、X射线衍射分析（XRD）和透射电镜（TEM）结果表明，POSS在聚合物中保持完整的笼型结构，直径在90 nm左右。然后采用POSS聚合物改性骨胶，制备POSS聚合物/骨胶复合薄膜，通过FT-IR、XRD和扫描电镜（SEM）对其结构形貌进行表征，同时考察了其作为地膜的相关性能。结果表明，POSS聚合物的环氧基与骨胶氨基发生了开环反应，改变了骨胶的非晶态结构。与骨胶膜相比，当POSS聚合物质量分数为25%时，复合薄膜的断裂伸长率提升了83.4%，在可见光区域的透光率平均降低了19.5%，水蒸气透过率下降了17.3%。其对土壤不仅能够起到保墒保温作用，而且在自然土壤中埋藏60 d即可降解82.98%。     

利用笼形聚倍半硅氧烷增强多壁碳纳米管在水溶液中的分散性

以笼形聚倍半硅氧烷(POSS)为物理分散剂,利用POSS与多壁碳纳米管(MWNTs)间较强的相互作用,在水溶液中对MWNTs进行分散。借助紫外吸光度对POSS分散的MWNTs浓度和稳定性进行了表征,测定了分散液的Zeta电位和离心后上清液中固体物质的质量分数,并用透射电镜观察了POSS与MWNTs间的结合情况。结果表明,POSS可以显著提高MWNTs在水溶液中的分散性,且提高程度与其有机官能团R的结构有关。在所采用的五种POSS中,八异丁基笼形聚倍半硅氧烷(POSSC)的分散效果最好。在此基础上,优化得到POSSC分散MWNTs的最佳条件,即MWNTs浓度为30mg/L,POSSC和MWNTs的质量比为1。此时,POSSC可较好地吸附在MWNTs表面对其进行分散,得到具有良好稳定性的MWNTs水分散液。该分散方法简单高效且不破坏MWNTs的完整结构,所得分散液可用于复合材料的制备。     

聚苯基倍半硅氧烷研究进展

分别介绍了梯型、笼形聚苯基倍半硅氧烷及其共聚物的结构、性质和合成方法,重点综述了苯基倍半硅氧烷共聚物研究进展,并对苯基倍半硅氧烷材料的发展趋势进行了展望。