籠型聚倍半硅氧烷多官能團(tuán)

顧名思義，多官能團(tuán)POSS就是R基部分或者全部是反應(yīng)性基團(tuán)，可以作為熱固性樹脂的交聯(lián)劑，形成高度交聯(lián)的POSS基聚合物納米雜化材料。與之對(duì)應(yīng)的R基若全為惰性基團(tuán)，則可以用于與聚合物共混制備雜化材料。

合成方法目前主要通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑的水解得到，其他方法還包括"烷基取代法"等。

所謂單官能團(tuán)POSS，指的是八個(gè)頂角的基團(tuán)中只有一個(gè)是反應(yīng)性基團(tuán)，其余七個(gè)均為惰性基團(tuán)。這類單官能團(tuán)POSS中的活性反應(yīng)基團(tuán)可以與多種聚合物單體反應(yīng)，得到含POSS的共聚物，或?qū)OSS接枝到聚合物主鏈上形成接枝共聚物，還可以封端基得到端基為POSS的雜化材料。采用單官能團(tuán)主要得到的是吊墜型POSS，線型的吊墜POSS能夠提高氧滲透性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和降解溫度，但是其阻燃性、密度和黏度會(huì)有所下降。

單官能團(tuán)POSS多采用"頂端帶帽"的方法來(lái)合成，典型的反應(yīng)就是將環(huán)戊基或者環(huán)己基三氯硅烷在丙酮的水溶液中水解制備得到T7(OH)3(即還有一個(gè)頂角未閉合，分別為三個(gè)羥基)，然后再三乙胺的存在下加入另一種三氯硅烷，進(jìn)行關(guān)環(huán)反應(yīng)，得到閉合的籠型結(jié)構(gòu)。

POSS是由Si-O交替連接的硅氧骨架組成的無(wú)機(jī)內(nèi)核，其形狀如同一個(gè)"籠子"，故得名為籠型聚倍半硅氧烷，其三維尺寸在1.3nm之間，其中Si原子之間的距離為0.5nm，R基團(tuán)之間距離為1.5nm，屬于納米化合物。

POSS種類繁多，其具體區(qū)別主要依據(jù)R基的種類和個(gè)數(shù)，因此其應(yīng)用范圍較廣，名稱也是根據(jù)R基的不同的取名，例如當(dāng)R基為乙烯基、氨基、苯基時(shí)可分別稱之為乙烯基POSS、氨基POSS和苯基POSS。目前國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)制備的POSS均是根據(jù)對(duì)材料性能和屬性的不同要求從而來(lái)選擇性的控制R基的性質(zhì)和個(gè)數(shù)，不同的活性R基可以與不同的聚合物基體之間發(fā)生化學(xué)鍵合作用。

POSS/聚合物納米復(fù)合材料是最新發(fā)展起來(lái)的一種高性能有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料，以POSS為無(wú)機(jī)成分，無(wú)機(jī)相與有機(jī)相間通過(guò)強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合，不存在無(wú)機(jī)粒子的團(tuán)聚和兩相界面結(jié)合力弱的問(wèn)題，因此很容易通過(guò)共聚、接枝或共混等方式與聚合物基體進(jìn)行復(fù)合制備。POSS/聚合物納米復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)異，主要表現(xiàn)在:(1)可以使復(fù)合材料的使用溫度增加;(2)可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能;(3)可以改善復(fù)合材料的加工性能;(4)可以使復(fù)合材料具有顯著的延遲燃燒特性;(5)可以多功能化，將POSS作為封端基或交聯(lián)固化中心，可以獲得滿足不同需要的改性聚合物。