蚕豆剥皮机
POSS（笼型聚倍半硅氧烷）的基本结构及性能
POSS的基本结构及性能
笼型多⾯体低聚倍半硅氧烷（POSS）是⼀种新型有机-⽆机杂化材料，它特殊的纳⽶结构、纳⽶尺⼨效应、交联效应及对聚合物的有效改性，吸引着⼈们极⼤关注。
POSS的合成是以倍半硅氧烷（silsesquioxane,SSO）为基础的，这是⼀类分⼦中含有RSiO1.5 结构的化合物，按其形状有⽆规、梯型、笼型及半笼型之分。
上世纪40年代Scott[5] ⾸次报道了从硅烷⽔解缩聚产物中分离出了低聚倍半硅氧烷（CH3SiO1.5）n，80年代Feher则⾸次报道了典型笼型结构POSS的合成及性能，⼀直为⼈们所关注。笼型的POSS是⼀种包含有机-⽆机杂化的核壳结构的纳⽶材料，其内部⽆机框架作为内核为Si-O-Si或Si-O键构成的六⾯体笼型结构，其每⼀只⾓含有⼀个Si原⼦，每⼀个⾯均由Si-O-Si⼋元环组成，具有很强结构对称性，其外部在每个Si原⼦上可带有多种有机基团伸向空间，因此较典型的分⼦式可描绘为(CH3SiO1.5)n ，n 通常为8，亦可为10及12等，R可为H及活性或⾮活性基团，如环氧基、氨基、羧基、烯基及烷基、羟基、芳基等。当R基只有⼀个为活性基团时，⼈们常习惯地称之为单功能基POSS，⽽全部为活性基团时则常称为多功能基 POSS ，典型的笼型POSS的结构如图1所⽰。
1.笼型POSS的框架结构可赋予其良好的介电性、光学性质及弹性、韧性。⽽多变的R基团的引⼊使POSS具有很好的反应活性及相容性。
2.独特的结构与传统的碳氢化合物和⽆机物相⽐，在性能上有了显著的改善，其优点概括如下：便于分⼦“裁剪”与组装；材料均⼀透明、耐热阻燃、硬度⾼、耐刮擦；与有机溶剂有良好的相溶性；不产⽣挥发性物质；结构稳定，不易收缩和变形；表⾯疏⽔，且黏度⼩；具有良好的热⼒学稳定性和化学稳定性；不释放挥发性有机成分, 是⽆味和⽆污染的材料。
3.将POSS作为纳⽶填料或作为共聚单体引⼊热塑性或热固性系统中，可赋予复合材料下述性能
人脸抓拍系统(1)良好和可控的混溶性；
(2)可保持原聚合物的加⼯性和线性；
(3)较低的粘度，与填充硅⽯的复合材料相⽐，有些含POSS的纳⽶复合材料的粘度可降低20%以上；
(4)较低的密度，如以POSS代替硅⽯作为填料，某些复合材料的密度可下降
10%以上；
(5)较宽的应⽤温度范围，较⾼抗氧化性和抗⽔性；
(6)较⾼的Tg，较低的可燃性、燃速和释热速率；
网邻
(7)较⾼的模量和硬度，但保持基体聚合物的强度和伸长率；
(8)较⾼的对氧的渗透性，较低的热导率；
4.POSS对环氧树脂的改性 在环氧树脂改性⽅⾯，POSS与环氧树脂的共混不仅相容性好，能很好分散于基体树脂中，⽽且通过范德华⼒、氢键作⽤及偶极作⽤可与其链段紧密结合，⽆机笼型⾻架结构亦能有效限制链段运动提⾼耐热性。POSS纳⽶粒⼦的笼型结构还可终⽌树脂微裂纹尖端的发展，引发银纹或剪切带，或分⼦链重新排列，促进韧性的改善。根据不同分⼦设计可使POSS所带有的特定R基团与环氧树脂进⾏化学反应，以共价键连接到树脂的分⼦链上，参与和强化体系交联⽹络的建⽴，不仅由于引⼊耐热的Si-O键，⽽且因为交联密度的增⼤和树脂⼤分⼦链运动的进⼀步限制，使树脂的耐热性可得到进⼀步的提升和改善。POSS的引⼊可降低体系黏度，且不仅可保持环氧树脂原有加⼯性能及应⼒−应变特性，⽽且有效结合了⽆机物热稳定性好等特性，使强度、弹性模量及硬度、降解 温度等均得到提⾼。POSS的引⼊不仅可提⾼环氧树脂的抗热氧化分解能⼒，⽽且⾼温燃烧后所形成的SiO2沉积于树脂表⾯作为保护层可延迟其燃烧速度、降低燃烧热，缓解进⼀步⾼温燃烧氧化的作⽤。因POSS纳⽶粒⼦介电常数低（2.1~2.7），它的引⼊还可降低环氧树脂的介电常数及介电损耗。
中⽂简称产品全称反式环⼰⼆醇异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-⼰⼆醇异丁基trans-Cyclohexanediol Isobutyl POSS 缩⽔⽢油化笼形倍半硅氧烷POSS-缩⽔⽢油基Glycidyl POSS Cage Mixture 甲基丙烯酸化笼形倍半硅氧烷POSS-MABS Methacryl POSS Cage Mixture 丙烯化笼形倍半硅氧烷POSS-丙烯Acrylo POSS Cage Mixture
⼗⼆苯基化笼形倍半硅氧烷POSS-(C6H5)12DodecaPhenyl POSS
异⾟基化笼形倍半硅氧烷POSS-2-EH Isooctyl POSS Cage Mixture
csilv
⼋异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-(n-butyl)8OctaIsobutyl POSS
⼋⾓形笼形倍半硅氧烷POSS-(O-NMe4)8OctaTMA POSS
正⾟烷化笼形倍半硅氧烷POSS-(HMe2SiO)8OctaSilane POSS 三硅烷异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-IUPAC TriSilanolIsobutyl POSS
三硅烷异⾟基化笼形倍半硅氧烷POSS-异⾟基TriSilanolIsooctyl POSS
三硅醇苯基化笼形倍半硅氧烷POSS-三硅醇苯基TrisilanolPhenyl POSS
丙烯异丁醇化笼形倍半硅氧烷POSS-丙烯酸酯AcryloIsobutyl POSS 丙烯化笼形倍半硅氧烷POSS-丙烯Acrylo POSS Cage Mixture 反式环⼰⼆醇异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-反式环⼰⼆醇异丁基trans-Cyclohexanediol Isobutyl POSS
1,2-丙⼆醇异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-1,2-丙⼆烯1,2-PropanediolIsobutyl POSS ⼋羟基丁基化笼形倍半硅氧烷⼋羟基丁基-POSS Octahydroxybutyl POSS 氨基化笼形倍半硅氧烷POSS-NH2AminopropylIsobutyl POSS 氨丙基异⾟基化笼形倍半硅氧烷POSS-氨丙基异⾟基AminopropylIsooctyl POSS 氨⼄基氨基丙基异丁基化笼形倍半硅氧烷Aminoethylamino propylIsobutyl POSS N-甲基氨基丙基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-N-甲基氨基丙基异丁基N-MethylaminopropylIsobutyl POSS ⼋铵化笼形倍半硅氧烷POSS-⼋铵基OctaAmmonium POSS N-苯基氨基丙基化笼形倍半硅氧烷POSS-N-苯基氨基丙基
马来酸异丁酯化笼形倍半硅氧烷POSS-MAL Maleamic Acid-Isobutyl POSS
马来酸⾟酯化笼形倍半硅氧烷POSS-马来酸⾟酯OctaMaleamic Acid POSS 环氧环⼰基异丁基化笼形
倍半硅氧烷POSS-环氧环⼰基异丁基Epoxycyclohexyl Isobutyl POSS 环氧环⼰基化笼形倍半硅氧烷POSS-环氧环⼰基Epoxycyclohexyl POSS Cage Mixture
缩⽔⽢油化笼形倍半硅氧烷POSS-缩⽔⽢油基Glycidyl POSS Cage Mixture 缩⽔⽢油异丁酯化笼形倍半硅氧烷POSS-缩⽔⽢油异丁酯GlycidylIsobutyl POSS
缩⽔⽢油酯化笼形倍半硅氧烷POSS-缩⽔⽢油酯GlycidylIsooctyl POSS 三缩⽔⽢油异丁酯化笼形倍半硅氧烷POSS-三缩⽔⽢油异丁酯TriglycidylIsobutyl POSS
存车牌⼋缩⽔⽢油⼆甲基硅基化笼形倍半硅氧烷POSS-⼋缩⽔⽢油⼆甲基硅
机缩⽔⽢油基化笼形倍半硅氧烷POSS-机缩⽔⽢油基
纳⽶⼆氧化硅分散环氧笼形倍半硅氧烷POSS-纳⽶⼆氧化硅OctaGlycidyl dimethylsilyl POSS 三氟丙基化笼形倍半硅氧烷POSS-三氟丙基Trifluoropropyl POSS Cage Mixture 三氟丙基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-CF3TrifluoropropylIsobutyl POSS 氯苄基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-Cl Chlorobenzyl Isobutyl POSS 氯苄基⼄基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-氯苄基⼄基异丁基Chlorobenzylethyl Isobutyl POSS 氯丙基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-氯丙基异丁基Chloropropyl Isobutyl POSS 甲基丙烯酸异丁酯化笼形倍半硅氧烷POSS-甲基丙烯酸异丁酯MethacryloIsobutyl PO
SS 甲基丙烯酸异丁酯化笼形倍半硅氧烷POSS-甲基丙烯酸异丁酯Methacrylate Isobutyl POSS 甲基丙烯酸⼄酯化笼形倍半硅氧烷POSS-甲基丙烯酸⼄酯Methacrylate Ethyl POSS 甲基丙烯酸⼄酯化笼形倍半硅氧烷POSS-甲基丙烯酸⼄酯MethacrylEthyl POSS 甲基丙烯酸异⾟酯化笼形倍半硅氧烷POSS-甲基丙烯酸异⾟酯Methacrylate Isooctyl POSS 甲基丙烯酸异⾟酯化笼形倍半硅氧烷POSS-甲基丙烯酸异⾟酯MethacrylIsooctyl POSS 甲基丙烯酸化笼形倍半硅氧烷POSS-甲基丙烯酸Methacryl POSS Cage Mixture 甲基丙烯酸纳⽶⼆氧化硅分散体POSS-甲基丙烯酸纳⽶⼆氧化硅
⼗⼆苯基化笼形倍半硅氧烷POSS-⼗⼆苯基DodecaPhenyl POSS
异⾟基化笼形倍半硅氧烷POSS-异⾟基Isooctyl POSS Cage Mixture 苯基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-苯基异丁基PhenylIsobutyl POSS 苯基异⾟基化笼形倍半硅氧烷POSS-苯基异⾟基PhenylIsooctyl POSS
⼋异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-⼋异丁基OctaIsobutyl POSS
⼋甲基化笼形倍半硅氧烷POSS-⼋甲基OctaMethyl POSS
⼋苯基化笼形倍半硅氧烷⼋苯基-POSS OctaPhenyl POSS
⼋⾓形笼形倍半硅氧烷⼋⾓形-POSS OctaTMA POSS
⼋甲基硅氧基形倍半硅氧烷POSS-⼋甲基硅氧基OctaTrimethylsiloxy POSS热风炉燃烧器
1,3-双（降冰⽚烯⼄基）-1,1,3,3，-四甲基⼆硅氧烷1,3-Bis(Norbornenylethyl) -1,1,3,3,-tetramethyldisiloxane
降冰⽚烯⼄基⼆甲基氯硅烷Norbornenylethyl dimethylchlorosilane 降冰⽚烯⼄基⼆硅醇异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-降冰⽚烯⼄基⼆硅醇异丁基Norbornenylethyl DiSilanolIsobutyl POSS 三降冰⽚烯基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-三降冰⽚烯基异丁基TrisnorbornenylIsobutyl POSS 烯丙基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-烯丙基异丁基AllylIsobutyl POSS
⼄烯基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-⼄烯基异丁基VinylIsobutyl POSS ⼄烯基化笼形倍半硅氧烷POSS-⼄烯基Vinyl POSS Cage Mixture PEG化笼形倍半硅氧烷混合物POSS-PEG PEG POSS Cage Mixture 正⾟烷化笼形倍半硅氧烷正⾟烷-POSS OctaSilane POSS
⼆硅醇异丁基化笼形倍半硅氧烷⼆硅醇异丁基-POSS DiSilanolIsobutyl POSS
三硅醇⼄酯化笼形倍半硅氧烷三硅醇⼄酯-POSS TriSilanolEthyl POSS
三硅醇异丁酯化笼形倍半硅氧烷三硅醇异丁酯-POSS TriSilanolIsobutyl POSS
三硅醇异⾟酯化笼形倍半硅氧烷三硅醇异⾟酯-POSS TriSilanolIsooctyl POSS
三硅醇苯基化笼形倍半硅氧烷三硅醇苯基-POSS TrisilanolPhenyl POSS
四硅醇苯基化笼形倍半硅氧烷四硅醇苯基-POSS TetraSilanolPhenyl POSS 巯基丙基异丁基化笼形倍半硅氧烷POSS-SH；巯基丙基异丁基-POSS Mercaptopropyl Isobutyl POSS
巯基丙基异⾟基化笼形倍半硅氧烷巯基丙基异⾟基-POSS Mercaptopropyl Isooctyl POSS ⼩编：wyf 11.09
