poss改性聚合材料

POSS／聚合物纳米材料的制备方法及应用本文介绍了POSS/聚合物纳米复合材料的几种制备方法及POSS纳米复合材料在航天航空，生物医药，多孔材料和光固化材料等方面的应用。

标签：POSS；纳米复合材料；制备方法；应用自19世纪50年代Scott[1]首次合成低聚物倍半硅氧烷以来，在众多研究领域引起了广泛的关注。

随着研究不断深入，多面体笼形倍半硅氧烷（POSS）已成为一种十分重要的有机-无机杂化材料，它具有无机材料的热稳定性和优异的力学性能，同时兼具有机材料的韧性好，密度低的优点。

POSS是一种具有三维结构的有机-无机纳米粒子，直径约为1～3 nm，其结构简式为（RSiO1.5）n （n≥4），其中以n=8较多，形成不同的结构类型，主要有无规、梯形、桥形、笼形等[2]。

POSS主要具有如下2个结构特点：（1）由Si和O组成的无机支架结构，赋予杂化材料良好的耐热及力学性能；（2）八个Si顶点处接有八个有机取代基团，这些有机取代基团可分为两大类：一类是惰性基团，如环己基、环戊基、乙基、异丁基等；另一类是活性基团，如各类烯基、环氧基、氨基等。

这些有机基团不仅有利于分子设计，而且可以增加POSS在有机溶剂中的溶解性，同时也能够改善与聚合物之间的相容性，更为重要的是，反应性基团可以实现POSS分子与聚合物之间的化学键合[3]。

本文主要介绍POSS/聚合物纳米复合材料的制备方法及应用进展。

1 POSS/聚合物纳米复合材料的制备方法1.1 物理共混法共混法是制备POSS/聚合物纳米复合材料的重要方法之一，POSS顶点处的8个有机取代基团，这些基团与聚合物有良好的相容性，因此，这使得它们共混并不困难。

物理共混法成本较低，加工方便，可以在一定程度上提高材料的物理性能。

（1）熔融共混Du等[4]采用熔融共混将MAP-POSS[MAP=-（CH2）3OOCC（CH3）=CH2]加入到氯乙烯、氯化聚乙烯共聚体中，制备了PVC/CPE/MAP-POSS复合材料。

笼型聚倍半硅氧烷(POSS)对聚合物的改性摘要笼型聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes，poss)是一种新型的纳米级无机填料，因其特殊的结构，能显著的改善聚合物的耐热性能和力学性能。

本文描述了poss的合成与结构，重点介绍了近年来利用化学共聚和物理共混两种方法将poss应用于几种聚合物的改性研究综述。

关键词笼型聚倍半硅氧烷；poss；聚合物改性中图分类号tq316.6 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）57-0088-02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]。

POSS改性环氧树脂制备及性能研究进展文献综述近年来，随着科学技术的快速发展，环氧树脂作为一种重要的高性能材料得到了广泛的应用。

而POSS作为环氧树脂的一种新型改性剂，具有独特的结构和卓越的性能，引起了广泛的研究兴趣。

本文将综述近年来在POSS改性环氧树脂制备及性能研究方面的最新进展。

首先，POSS改性环氧树脂的制备方法可以分为两类，即物理混合和化学改性。

物理混合是将POSS和环氧树脂机械混合，通过表面张力和分散力使POSS分散在环氧树脂中。

而化学改性是通过共聚或交联反应将POSS与环氧树脂进行共价结合，形成POSS改性环氧树脂。

其次，POSS改性环氧树脂的性能也受到了广泛关注。

研究表明，POSS的加入可以显著改善环氧树脂的力学性能，如增加抗拉强度、弯曲强度和冲击强度。

同时，POSS还可以提高环氧树脂的玻璃化转变温度和热稳定性，减少热膨胀系数和燃烧性能。

此外，POSS改性环氧树脂还具有良好的阻燃性能、耐化学性能和耐热老化性能等。

最后，POSS改性环氧树脂在应用方面也取得了显著的进展。

例如，POSS改性环氧树脂可以用于制备高性能复合材料，如航空航天材料、高性能涂层和电子封装材料等。

此外，POSS改性环氧树脂还可以用于制备低介电常数、低介质损耗的微波介质材料。

另外，POSS改性环氧树脂还可以用于制备纳米复合涂料、纳米填料和纳米复合材料等。

总结起来，POSS改性环氧树脂在制备及性能研究方面取得了显著的进展。

然而，目前仍存在一些问题需要进一步研究解决。

例如，POSS的加入量、POSS在环氧树脂中的分散性以及POSS改性环氧树脂的界面相容性等问题需要深入研究。

同时，对于POSS改性环氧树脂的结构和性能之间的关系还有待深入探索。

我们相信，随着研究的不断推进，POSS改性环氧树脂将在未来得到更广泛的应用。

毕业论文文献综述化学工程与工艺POSS改性环氧树脂制备及性能研究进展一、前言部分环氧树脂具有优异的黏接性、耐磨性、电绝缘性、化学稳定性、耐高低温性，以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点，被大量应用于胶黏剂、电子仪表、轻工、机械、航天航空、绝缘材料等领域[1]。

但纯环氧树脂固化后呈三维网状结构，交联密高，存在内应力大、质地硬脆，耐开裂性、抗冲击性、耐湿热性差及剥离强度低等缺点，在很大程度上限制了其在某些高技术领域的应用。

环氧树脂的增韧方法很多，目前国内外的研究主要集中于如何获得具有更高性能的环氧树脂材料，以满足特殊场合的要求，使其得到更广泛的应用。

传统的聚合物具有良好的加工工艺性和相对低的成本，但由于其自身固有的低模量、低稳定性，使其应用受到了一定程度的限制。

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是一种近年来在国际上受到广泛关注的聚合物增强材料[2]，由POSS改性聚合物制备的有机-无机纳米杂化结构材料体系与传统的纳米复合材料相比有四大优点：(1)合成工艺简单有效；(2)无机纳米颗粒和空穴在体系中具有均匀的分散度；(3)合成材料时属于化学过程，形成的颗粒与本体间的表面结合力大大强于传统的物理机械掺混的表面结合力；(4)可以通过控制合成条件来控制无机纳米颗粒的尺寸，进行分子组装，从而达到控制所需材料宏观性质的目的。

这种新的改性传统聚合物的方法已经成为目前新一代聚合物的研究热点。

有机无机纳米杂化材料是近年发展起来的一种新型复合材料，它兼具有无机材料的耐热、耐氧化和良好的力学性能，以及有机材料的柔韧性、良好的加工性能等优点[3-5]。

倍半硅氧烷的分子结构由Si-O-Si形成的主链及有机基团形成的侧链组成，三维结构大小在1-3 nm范围内，是一种真正分子水平上的有机无机纳米杂化材料[6,7]。

倍半硅氧烷的这种结构使其具有耐高低温、难燃、电气绝缘性能好等优点。

用倍半硅氧烷改性高分子材料不仅保持了高分子材料原有的优点，而且可以使高分子材料的耐热性能、阻燃性能、机械性能和耐压性能等性能提高[8-13]。

POSS应用于聚合物阻燃整理的研究进展近年来，笼型倍半硅氧烷（POSS）作为一种新型的有机/无机杂化材料引起了人们的极大关注。

本文综述了POSS 单体的结构特点，探讨了POSS改性聚合物的研究进展，分析了POSS/聚合物纳米复合材料的应用前景，提出了其发展方向；同时介绍了POSS对聚合物阻燃性的影响，分析了POSS提高聚合物热性能和阻燃性的机制，综述了POSS/聚合物纳米复合材料热性能的影响因素，讨论了各种热性能增强机理。

Polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS), as a new kind of organic-inorganic hybrid materials, has attracted great attention in the last decade. In this paper, the applications for these polymer nanocomposites were introduced and forecasted. The thermal properties of POSS-based polymer and related flame retardant were illuminated. The mechanism of increasing the flame retardant and thermal properties was also discussed. Additionally, the developing trends of POSS polymer nanocomposites in the future were discussed.火灾严重威胁着人民生命财产安全，引起火灾的原因主要是易燃物品导致的火灾蔓延。

这些材料若不具有阻燃性，将会增加火势蔓延，并在燃烧过程中释放有毒烟雾和易燃气体。

POSS改性石墨烯的制备及表征摘要：石墨烯是一种新兴的无机二维片层碳纳米材料，自2004年横空出世后，就以其独特的结构、电学、热学、力学和光学性能等一系列综合性能吸引广大科研工作者的广泛关注，从而迅速成为物理化学和材料学等领域的研究热点。

但是由于石墨烯的表面缺少一些可以与其他有机物质的反应的官能团，加之自身的物理性质，其在有机溶剂中分散很困难，从而限制了石墨烯在很多领域的应用。

近些年来，有不少关于对石墨烯或者氧化石墨烯改性或者功能化的报道，得到了应用性很高的改性石墨烯材料。

但是，石墨烯在有机聚合物中的分散性仍然需要做进一步的提高，如功能化分散性的提高等等。

本文针对这一问题，通过对自制氧化石墨烯进行一系列的处理，在石墨烯上接上一种异辛基的POSS（笼型倍半硅氧烷），并通过红外（IR），X-射线衍射扫描(XRD)，高分辨电镜（HRTEM），原子力显微镜（AFM）对最后的产物进行表征。

改性后的石墨烯由于接上了带有烷基链的POSS，提高了石墨烯在聚合物中的分散性，从而使石墨烯与聚合物形成的复合材料具有优异的性能关键词：石墨烯改性分散性功能化第一章：绪论1.1前言当今世界科学技术日新月异，人们的生活丰富多彩，为了寻求更加舒适的生活方式，人们对材料到的要求也越来越高。

传统意义上单一种类的材料已经很难满足人们的使用要求，多种材料之间通过一定的加工方式形成的复合材料，以其优异的物理化学性能成为各大研究领域的热点。

近年来石墨烯作为一种新兴的材料，密度小、强度大、刚度好、高导电等特性成为广大科研工作者争相研究的对象。

碳材料是地球上最普遍也是最奇妙的一种材料，它可以形成世界上最硬的金刚石，也可以形成最软的石墨。

近20 年来，碳纳米材料一直是科技创新的前沿领域，1985 年发现的富勒烯和1991 年发现的碳纳米管均引起了巨大的研究热潮。

2004年，英国科学家发现了由碳原子以sp2 杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体-石墨烯(Graphene)，其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环(图1)，是目前最理想的二维纳米材料。

充氟化催化法制备POSS改性聚碳酸酯的研究自20世纪80年代初期以来，聚合物材料的研究和开发一直处于高速发展的状态。

聚碳酸酯是一种广泛应用的高分子材料，在塑料制品、电子产品、汽车、建筑等领域有着广泛的应用。

然而，聚碳酸酯的应用范围还需进一步扩展，其中一个关键的问题是其力学性能。

POSS是指能在重氮气体或氟化氢等化学处理条件下合成的正八面体的聚合物单体单元，具有优异的机械、导电、导热等性能。

POSS与聚碳酸酯的复合能够改变聚碳酸酯的性质，提高其强度、耐热性和导热性等。

因此，POSS改性聚碳酸酯是一种非常有前途的高分子结构材料。

POSS的结构和制备方法POSS是正八面体的聚合物单体单元，具有八面体结构的体积共价电子态，可用作聚合物结构单元。

POSS的结构通常使用R （SiO1.5）8的表示方式，其中R表示有机基团，SiO1.5表示 Si—O链的异构单元。

目前，商用的POSS包括十六烷基POSS、甲基、乙基POSS等。

制备POSS的方法有很多种，如氧化还原法、开环聚合法、光化学反应等，其中以充氟化反应最常用。

充氟化反应是将POSS与氟化氢反应，生成充氟化POSS，其反应可以写为：(R-SiO1.5)8+n HF△→CF3(R-SiO1.5)8+n H2O该反应在光或电场作用下，催化剂的存在可以得到更完全的反应产物，进一步提高产物的收率和质量。

POSS改性聚碳酸酯的制备方法POSS改性聚碳酸酯的复合过程通常采用加入POSS单体或在聚合物中加入POSS复合单体等方法进行。

然而，POSS复合单体的制备成本较高，会影响到该方法的应用。

近年来，研究人员发现采用充氟化反应将POSS与聚碳酸酯体系结合成配位化合物，然后进行聚合反应，可以制备出POSS改性聚碳酸酯。

一般来说，制备POSS改性聚碳酸酯的步骤包括：（1）充氟化POSS的制备。

将POSS和氟化氢反应，生成充氟化POSS。

（2）制备POSS和聚碳酸酯的配位化合物。

笼型聚倍半硅氧烷(POSS)对聚合物的改性作者：樊波,彭柏鹭来源：《科技传播》2011年第24期摘要笼型聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes，POSS)是一种新型的纳米级无机填料，因其特殊的结构，能显著的改善聚合物的耐热性能和力学性能。

本文描述了POSS 的合成与结构，重点介绍了近年来利用化学共聚和物理共混两种方法将POSS应用于几种聚合物的改性研究综述。

关键词笼型聚倍半硅氧烷；POSS；聚合物改性中图分类号TQ316.6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）57-0088-02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。

poss材料Poss材料。

在科学研究和实验中，我们常常需要使用各种不同的材料来进行实验或制作实验装置。

而在这些材料中，poss材料是一种非常重要的材料，它具有许多独特的性质和用途。

本文将介绍poss材料的定义、特性、应用以及未来发展方向。

首先，poss材料是指聚合物纳米复合材料，其名称来源于其主要成分，即聚合物和纳米级填料。

poss材料具有许多优异的性能，如高强度、高韧性、耐热性、耐腐蚀性等。

这些性能使得poss材料在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。

其次，poss材料的应用非常广泛。

在航空航天领域，poss材料可以用于制造飞机和航天器的结构件，其高强度和耐热性能可以有效提高飞行器的安全性和性能。

在汽车制造领域，poss材料可以用于制造汽车零部件，如发动机罩、车身结构等，其高韧性和耐腐蚀性能可以有效延长汽车的使用寿命。

在电子设备领域，poss材料可以用于制造电子元件的封装材料，其高温稳定性和耐化学性能可以有效保护电子元件不受外界环境的影响。

另外，poss材料还具有许多未来的发展方向。

随着纳米技术的不断发展，poss 材料的性能和应用领域将会得到进一步拓展。

例如，通过控制纳米填料的形状和分布，可以进一步提高poss材料的力学性能和导热性能。

同时，poss材料在医学领域的应用也具有巨大的潜力，例如可以用于制造人工骨骼和人工关节等医疗器械。

综上所述，poss材料是一种具有重要意义的材料，在各个领域都具有广泛的应用前景。

随着科学技术的不断进步，poss材料的性能和应用领域将会得到进一步拓展，为人类社会的发展做出更大的贡献。

希望本文能够对poss材料有所了解，并为相关领域的科学研究和工程应用提供帮助。