笼型聚倍半硅氧烷(POSS)对聚合物的改性
2011-08-29彭柏鹭
樊 波,彭柏鹭
四川大学高分子科学与工程学院,四川成都 610065
近年来,利用无机纳米粒子对有机聚合物的改性研究较为广泛,因为经过此种方法改性后的材料,不仅具有高分子材料的易加工性、成本低和质轻等特点,同时其耐热性和力学性能等也有很大的提高。其中笼型聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes,POSS),因其对称结构中的Si可带多种的反应性或非反应性基团,使其与聚合物具有很好的相容性而受到人们的关注[1],现在利用POSS对聚合物的改性的研究也越来越多,本文就对近年来这方面的研究进行了综述。
1 笼型聚倍半硅氧烷(PO SS)的结构及合成方法
1.1 POSS的结构
POSS的结构简式为(RSiO1.5)n,于1946年由Scott,D.W首先合成出来,但当时的产率极低,POSS包含多面体硅-氧纳米机构骨架,直径约为1.5mm,分子量可高达1000,分子为笼型结构。POSS中的六面体倍半硅氧烷又称T8,其结构具有很好的对称性(如图1),其中的Si原子可以和多种反应性和非反应性基团相连[2]。

六面体倍半硅氧烷,T8结构式
1.2 POSS的合成方法
目前,POSS单体的合成主要是通过RSiX3水解来制备。RSiX3(R为有机基团,X=Cl、OCH3、OCH2、CH3)的水解即溶胶-凝胶法,是制备T8- POSS最直接的方法。根据水解程度的不同,可分为完全水解和部分水解—封角法两种[3]。
1)完全水解法
这种方法主要以RSi(OR)3或RSiCl3 为原料在溶剂中经催化剂作用而成:反应可在水或有机溶剂中以酸、碱或金属盐为催化剂进行。受单体来源的限制,这条路线主要用于制备甲基和苯基T8- POSS。
2)部分水解—封角法
环戊基或环己基三氯化硅部分水解后形成缺角的T8- POSS,是一种非常有用的中间体,从它出发可直接得到许多含单官能团的大分子单体。……
