多面体低聚倍半硅氧烷的合成研究进展-论文.pdf

《多面体低聚倍半硅氧烷的合成研究进展-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、技术进展啸帆越计斟，2014，28(3)：218～226SILICONEMATERIAL多面体低聚倍半硅氧烷的合成研究进展木王成，胡晓允，周应山，张宏伟，黄驰，陈东志h(1．武汉纺织大学，武汉430200；2．中南民族大学，武汉430074；3．武汉大学，武汉430072)摘要：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。关键词：多面体，倍半硅氧

2、烷，三官能度硅烷，水解，缩合，衍生中图分类号：0634．41文献标识码：A文章编号：1009—4369(2014)03—0218—09多面体低聚倍半硅氧烷(PolyhedralOligo-国内外POSS的合成研究最新进展，以期为mericSilsesquioxanes，POSS)是由无机核POSS的合成和开发提供参考。Si一0一Si笼及围绕在无机核周围的有机“臂”1POSS的结构、分类及性质R构成的、具有三维多面体结构的新型有无机杂化材料。由于POSS具有低挥发性、无毒，POSS的结构介于二氧化硅(SiO)与聚有又被称为新型环境友好材料。P

3、OSS无机核能赋机硅氧烷(R：SiO)之间，是由无机“核”予高分子复合材料优良的热稳定性能，而有机(SiO，)及有机“臂”(R)共同组成，其分子“臂”R可通过物理作用和化学键合等途径改善通式为(RSiO)。式中，／Z一般为大于4的偶POSS和聚合物之间的相容性，赋予材料良好的数，如6、8、l0、12等，简称1r6、1r8、T力学性能；因此，POSS被广泛应用于研制高性T；但也有特例，如T(OH)，和T8，它们均能聚合物纳米复合材料，成为一类重要的纳米增是不完全闭合的笼型POSS。式中与无机“核”强剂。在美国，POSS的合成工艺已很成熟，很(

4、SiO)紧密相连的有机“臂”(R)向外伸多种类的POSS已产业化和商品化；而我国相关展，围绕在无机“核”的周围，R可以为氢原研究所用的POSS单体绝大部分是从美国进口子、氯原子、饱和烷基、不饱和烷基、芳基、卤的，价格昂贵，原料选择受制于人。本文综述了代烷基、烷氧基等基团，其经典结构式见图1。饵敲馥LT。图1POSS的经典结构式目前，POSS有四种分类方式。第一种是按POSS原料的结构分为T型和Q型，T型POSS收稿13期：2013—09—16。一般是以三官能度硅烷RSiX，为原料、经水解缩作者简介：王成(1990一)女，本科生，主要从事纺织

5、面料改性研究。合反应制成的，而Q型POSS一般是以四官能度基金项目：国家自然科学基金项目(51203123)和武汉纺织大学科研启动金(115027)资助项目。的Si(OMe)、Si(OEt)或稻草灰为原料制成的}联系人，E-mail：chdozh一2008@163．com。第3期王成等．多面体低聚倍半硅氧烷的合成研究进展衍生物(其制备路线如式1所示)-5]；第二种合程度分为完全缩合型的POSS(例如：T、T。、是按所连接基团R的活性分为活性POSS和惰性T。。和T。)和不完全缩合的POSS(如部分笼型POSS；第三种是按官能团是否一致分为等

6、官能和T，)。S．D．Hillson等人还将POSS分为笼型、团POSS和异官能团POSS；第四种是按笼型闭筐型、梯形、管型四类。Rit4NOH．RR”=Me．CHCHOH．一州⋯L。,．Si-o-si-J，!／_0一』R0O．P0ssORPOSS具备六大特性：一是分子内杂化性质，熔融共混应用到聚合物体系中，而活性POSS不POSS是由无机“核”(SiO)及有机“臂”但可以通过接枝、交联应用到聚合物体系中，而(R)共同组成的杂化结构，所以POSS本身就是且还可与其它高分子单体共聚应用到聚合物体系分子水平的杂化体系；二是纳米尺寸效应，中，均能

7、不同程度地提高聚合物的综合性能。POSS整个分子尺度在1～3nm之间，被认为是2POSS的合成方法分子球形硅，所以具有纳米材料的尺寸效应；三是结构可设计性，利用有机“臂”(R)的种类目前，POSS的合成方法不外乎两种方法：不同制备出不同的POSS单体，也可以利用活性一种是通过硅烷或氯硅烷的水解缩合反应合成相的有机“臂”(R)进一步修饰合成不同官能团应的POSS，即水解缩合法；另一种则是以POSS的POSS单体；四是良好的溶解性，POSS一般为母体进行侧基的化学反应制备出相应的POSS，可溶于普通的有机溶剂(四氢呋喃、甲苯、乙即化学衍生法。醚

8、、氯仿、己烷等)，难溶于甲醇、乙醇、丙2．1水解缩合法酮等溶剂；五是热稳定性高，POSS的无机核赋水解缩合法是制备POSS最直接的方法。通常予POSS分子优越的热稳定性；六是多功