低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane, POSS), 這種化合物的有機/無機籠型結構,可以達到納米尺度級別。低聚籠型倍半硅氧烷的分子通式為(RSiO,s)n,具有Si-O納米結構的無機框架核心,外圍被反應性或非反應性官能團包圍。含有反應性官能團的POSS加入聚合物中能使聚合物的耐熱性能和耐候性能**提高,是近年來在科研界受到關注的聚合物增強材料。
POSS化合物中Si與0原子數比為1:1.5,分子式中n可以為6、8、10、 12等,所以,可以簡寫為T。、Tg、 T1o、T,等。POSS有多種不同的結構,按其結構可分為不完整的籠型、梯型、無規、籠型四種結構,目前,研究較多并且為**的為n=8六面體低聚籠型倍半硅氧烷,其結構如圖1所示。圖中可以且為**的為n=8六面體低聚籠型倍半硅氧烷,其結構如圖所示。圖中可以發現,Tg結構非常對稱,其結構主要有兩個特點:
一、由Si-O-Si鍵相互鏈接而成的無機籠型結構,這種以無機籠型結構框架為核心的材料具有良好的熱穩定性;
二、與SiO2不同的是, T8結構的六面體每個頂點Si原子連接有機取代基團R,無機框架四周圍繞著這些有機取代基團R,相當于無機籠型框架的外殼。取代基團R可以是非活性的,例如乙基、異丁基、環戊基、環己基等;有機取代基團R也可以為環氧基、羧基等活性基團。引入非反應性基團可以改變POSS與聚合物、生物系統的相容性;將每個Si原子引入反應性基團R具有以下優點:根據目標產物的不同,可以通過各種化學反應制備具有納米尺度的新型有機/無機雜化材料,這種雜化材料不僅具有優良的耐熱性能、機械強度大、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化,而且具有催化材料、光學材料、磁性材料等一系列特殊性能??偠灾?,科學家們堅持不懈地研究POSS 結構與性能的關系,深化和繼續發展具有特殊性能的POSS基雜化材料是非常重要的。
POSS的分類
POSs根據不同的結構封閉程度,可以分為兩類:未完全縮合的POSS與完全縮合的POSS。
(1) 未完全縮合的POSS
不完全縮合POSS就是指在合成過程中,沒有形成完整封閉籠型結構的POSS,究其原因可能為未完全水解,從而部分Si原子上含有羥基基團(Si-OH),如圖2A所示,三種含有不同數量硅羥基團(Si-OH)的未完全縮合POSS的結構圖。
(2)完全縮合的POSS
通常我們所講的完全縮合POSS就是指具有完整籠型結構的POSS,化學鍵之間相連,完全封閉。如圖2B所示,當有機取代基團R'=R,則為多官能團POSS,反之為單官能團POSS。
POSS的合成方法
POSS的合成方法有多種,而且對于合成不同類型的POSS方法也不盡相同,想要找到一個合成所有POSS的通用方法較為困難。很多因素都會影響POSS分子的合成,如催化劑種類、反應溫度、初始單體濃度、水的用量等。我們可以根據目標POSS的結構,來確定采用哪種合適的合成方法合成目標產物。合成POSS的方法可以概括為三種:官能團轉化法:水解縮合法;缺角閉環法(三種合成方法小編在上篇文章中已介紹點擊此處鏈接:http://www.hendyhb.com/details/2742,這里就不一一介紹了)。
齊岳生物供應的各種poss材料展示如下:
外觀:無色透明黏稠液體
黏度:2500-5000cps
密度:1.25g/ml
分子量:1337.88
環氧當量:167
折射率:1.51
溶解性:溶于乙醇、異丙醇、PGMEA
樹脂溶解性:溶于環氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂
中文名稱:甲基丙烯酰氧丙基籠型聚倍半硅氧烷
中文別稱:γ-甲基丙烯酰氧丙基籠狀倍半硅氧烷
英文名稱:MethacryloxypropyIPOSS
英文別稱:MAPOSS,MethacrylPOSS,MethacryloxypropylPOSS,γ-methacrylpropylPOSS,MethacrylPOSSCageMixture
CAS號:160185-24-0
分子式:(C7H11O2SiO1.5)n(n=8,10,12)等高對稱籠狀分子和(C7H11O2SiO1.5)n(C7H11O2SiO)(OH)(n=8,10,12)等低對稱籠狀分子的混合物
分子量:1792.48 (T10結構)
外觀:無色或淡黃色透明、半透明低粘流動液體
溶解性:能溶解于大部分的有機溶劑,其中四氫呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯中溶解度高;不溶于水
樹脂相容性:可應用于大部分常規聚合物的塊體和涂層
熱分解溫度(T5%):386℃
純度:≥94%,其余為殘留的溶劑THF
結構式
中文名稱:八苯基-POSS
中文別名:八苯基-POSS;1,3,5,7,9,11,13,15-八苯基戊環[9.5.1.13,9.15,15.17,13]八硅氧烷;苯基-POSS;八苯基八倍半硅氧烷;
英文名稱:Octaphenylsilsesquioxane
CAS:5256-79-1
分子式:C??H??O??Si?
分子量:1033.51
結構式
產品四、八異丁基籠狀聚倍半硅氧烷OctaisobutylPOSS
中文名稱:八(異丁基倍半硅氧烷)
中文同義詞:八異丁基-籠形聚倍半硅氧烷;八(異丁基倍半硅氧烷);八異丁基POSS
英文名稱:PSS-OCTAISOBUTYLSUBSTITUTED97
英文同義詞:PubChemID:4524693;MolecularSilicasMS0825;OctalsobutylPOS**S;MS0825;Octa-iBuPOSS;OctaIsobutyl-POSS;PSS-OCTAISOBUTYLSUBSTITUTED97;1,3,5,7,9,11,13,15-OCTAISOBUTYLPENTACYCL
CAS號:221326-46-1
分子式:C32H72O12Si8
分子量:873.59
外觀:白色粉末
密度:1.13gml
分子量:873.6
表面能:17.1mJ/m2
熔點 267-273 °C(lit.)
結構式
溫馨提示:西安齊岳生物科技有限公司供應的產品僅用于科研,不能用于人體和其他商業用途axc