1、簡介

  多面體低聚倍半硅氧烷（Silsesquioxane,簡稱POSS）是一類納米尺度的低聚硅氧烷俗稱籠型倍半硅氧烷，結(jié)構(gòu)簡式為(RSiO3/2)n。其中R基團(tuán)可被乙烯基、氨基、苯基、氫原子,烷基等各類有機(jī)基團(tuán)代替，生成一種新的POSS，POSS化合物中的Si原子與О原子的比例為1:1.5,n可以為6、8、10、12等，形成不同結(jié)構(gòu)。倍半硅氧烷根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為無規(guī)、梯形、橋型和籠型等不同類型，當(dāng)分子式中 n為偶數(shù)時(shí)，這類化合物會(huì)形成**的研究多的籠形倍半硅氧烷。同時(shí)，POSS根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)封閉程度，可以分為兩類:半縮合的POSs與全縮合的POSs 。[1-2]當(dāng)n=8時(shí)的POSs是研究多的一種，稱為立方T8，三維尺寸為 1.5nm。POSS 以 Si-O-Si鍵為主體框架，Si-O鍵的鍵能為443.7kJ/mol，Si-O-Si的鍵長較長，鍵角大，容易旋轉(zhuǎn)，鏈主要為螺旋結(jié)構(gòu)并且柔性大，因此鏈之間的相互作用力小，表面張力小，熱穩(wěn)定性好。根據(jù)這些性質(zhì)得POSS在無催化劑時(shí)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。

結(jié)構(gòu)決定性能，POSS具有許多**的性能，比如:高的熱穩(wěn)定性、良好的介電性能、**的溶解性、阻燃性。[3l這都?xì)w因于它具有完全雜化的籠狀結(jié)構(gòu)和它的納米級(jí)結(jié)構(gòu)。POSS 的兩大特點(diǎn)使得它在聚合物改性方面擁有了巨大的發(fā)展前景。

POSS是新發(fā)展起來的一種高性能有機(jī)無機(jī)雜化材料，以POSS為無機(jī)成分，無機(jī)相與有機(jī)相間通過強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合,不存在無機(jī)粒子的團(tuán)聚和兩相界面結(jié)合力弱的問題，因此很容易通過共聚、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**,主要表現(xiàn)在:(1)使復(fù)合材料的使用溫度增加;(2)提高復(fù)合材料的力學(xué)性能;(3)改善復(fù)合材料的加工性能;(4)使復(fù)合材料具有**的加工性能;(4)使復(fù)合材料具有**的延遲燃燒特性;(5）多功能化，將POSS作為封端基或交聯(lián)固化中心,獲得滿足不同需要的改性聚合物。主要應(yīng)用在光固化樹脂4、航空領(lǐng)域、醫(yī)藥材料和化妝品S'、多孔材料[6'和改性高分子聚合物7這幾方面。

近年來，POSS利用納米技術(shù)在有機(jī)或無機(jī)材料的納米尺度上進(jìn)行修飾,制備出性能大幅度提高的納米復(fù)合材料l8'。這種新型的有機(jī)/無機(jī)納米雜化材料，是一類高分子材料的多功能新組分,已經(jīng)應(yīng)用到一些高新技術(shù)領(lǐng)域中去。但是國內(nèi)外關(guān)于以POSS作為前軀體合成新型催化劑的研究和報(bào)道較少，POSS本身良好的結(jié)構(gòu)為我們提供了廣闊的研究空間。而且POSS的合成方法主要包括直接水解縮合法、頂點(diǎn)-蓋帽法、官能團(tuán)衍生法、側(cè)基轉(zhuǎn)化法、硅氫化反應(yīng)和籠型倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)重排等,其中直接水解縮合法、頂點(diǎn)-蓋帽法、官能團(tuán)衍生法為主要的三種合成方法。采用不同的合成方法制備出帶有不同官能團(tuán)的POSS，其結(jié)構(gòu)與性能也是多種多樣，本文主要用水解縮合法分別制備八乙烯基倍半硅氧烷（OvPOSS)、八苯基倍半硅氧烷（OPS)、八氨基倍半硅氧烷（OapPOSS)，并對產(chǎn)物進(jìn)行表征以及熱性能分析，三種不同官能團(tuán)POSS的立體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示:

圖1 POSS的立體結(jié)構(gòu)圖

實(shí)驗(yàn)步驟

1、八乙烯基 POSS的制備

步驟一：在250 mL三口燒瓶中加入20 mL 乙烯基三甲氧基硅烷，200 mL乙酸乙酯，20 ℃下攪拌30分鐘；

步驟二：然后加入30 mL鹽酸，70mL去離子水，保持溫度為20 ℃，機(jī)械攪拌，反應(yīng)時(shí)間為3天，將溶液離心并40 ℃真空干燥24 h；

步驟三：再用甲醇清洗并用四氫哄喃重結(jié)晶，終得到白色產(chǎn)物。

2、八苯基 POSS 的制備

在250 mL三口燒瓶中加入28 g 苯基乙氧基院，75 ml 無小T和械拌,氧化鉀，放于油浴鍋上加熱并機(jī)械攪拌，

待溫度升至110℃后加入4 ml去離子水，保持油浴110℃并機(jī)械攪拌，冷凝回流，反應(yīng)時(shí)間為4天，將產(chǎn)物離心出來，用無水甲醇清洗,在真空干燥箱中40 ℃干燥24 h,終得到白色產(chǎn)物。

3、八氨基POSS的制備

在250 ml三口燒瓶中加入90 ml甲醇，在磁力攪拌下加入4 ml y-氨丙基三乙氧基和7.5 ml 鹽跋,o變渾然后加入62.5 ml 四氫吠喃,溶液立刻變渾濁，有白色沉淀生成。將產(chǎn)物離心，并用四氫呋喃清洗，得到白色產(chǎn)物，放入40℃真空干燥箱干燥24 h，得到白色固體。

齊岳生物供應(yīng)多種POSS產(chǎn)品