1、简介

  多面体低聚倍半硅氧烷（Silsesquioxane,简称POSS）是一类纳米尺度的低聚硅氧烷俗称笼型倍半硅氧烷，结构简式为(RSiO3/2)n。其中R基团可被乙烯基、氨基、苯基、氢原子,烷基等各类有机基团代替，生成一种新的POSS，POSS化合物中的Si原子与О原子的比例为1:1.5,n可以为6、8、10、12等，形成不同结构。倍半硅氧烷根据其结构可分为无规、梯形、桥型和笼型等不同类型，当分子式中 n为偶数时，这类化合物会形成**的研究多的笼形倍半硅氧烷。同时，POSS根据不同的结构封闭程度，可以分为两类:半缩合的POSs与全缩合的POSs 。[1-2]当n=8时的POSs是研究多的一种，称为立方T8，三维尺寸为 1.5nm。POSS 以 Si-O-Si键为主体框架，Si-O键的键能为443.7kJ/mol，Si-O-Si的键长较长，键角大，容易旋转，链主要为螺旋结构并且柔性大，因此链之间的相互作用力小，表面张力小，热稳定性好。根据这些性质得POSS在无催化剂时结构相对稳定。

结构决定性能，POSS具有许多**的性能，比如:高的热稳定性、良好的介电性能、**的溶解性、阻燃性。[3l这都归因于它具有完全杂化的笼状结构和它的纳米级结构。POSS 的两大特点使得它在聚合物改性方面拥有了巨大的发展前景。

POSS是新发展起来的一种高性能有机无机杂化材料，以POSS为无机成分，无机相与有机相间通过强的化学键结合,不存在无机粒子的团聚和两相界面结合力弱的问题，因此很容易通过共聚、接枝或共混等方式与聚合物基体进行复合制备。POSS/聚合物纳米复合材料的综合性能**,主要表现在:(1)使复合材料的使用温度增加;(2)提高复合材料的力学性能;(3)改善复合材料的加工性能;(4)使复合材料具有**的加工性能;(4)使复合材料具有**的延迟燃烧特性;(5）多功能化，将POSS作为封端基或交联固化中心,获得满足不同需要的改性聚合物。主要应用在光固化树脂4、航空领域、医药材料和化妆品S'、多孔材料[6'和改性高分子聚合物7这几方面。

近年来，POSS利用纳米技术在有机或无机材料的纳米尺度上进行修饰,制备出性能大幅度提高的纳米复合材料l8'。这种新型的有机/无机纳米杂化材料，是一类高分子材料的多功能新组分,已经应用到一些高新技术领域中去。但是国内外关于以POSS作为前躯体合成新型催化剂的研究和报道较少，POSS本身良好的结构为我们提供了广阔的研究空间。而且POSS的合成方法主要包括直接水解缩合法、顶点-盖帽法、官能团衍生法、侧基转化法、硅氢化反应和笼型倍半硅氧烷的结构重排等,其中直接水解缩合法、顶点-盖帽法、官能团衍生法为主要的三种合成方法。采用不同的合成方法制备出带有不同官能团的POSS，其结构与性能也是多种多样，本文主要用水解缩合法分别制备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)，并对产物进行表征以及热性能分析，三种不同官能团POSS的立体结构图如图1所示:

图1 POSS的立体结构图

实验步骤

1、八乙烯基 POSS的制备

步骤一：在250 mL三口烧瓶中加入20 mL 乙烯基三甲氧基硅烷，200 mL乙酸乙酯，20 ℃下搅拌30分钟；

步骤二：然后加入30 mL盐酸，70mL去离子水，保持温度为20 ℃，机械搅拌，反应时间为3天，将溶液离心并40 ℃真空干燥24 h；

步骤三：再用甲醇清洗并用四氢哄喃重结晶，终得到白色产物。

2、八苯基 POSS 的制备

在250 mL三口烧瓶中加入28 g 苯基乙氧基院，75 ml 无小T和械拌,氧化钾，放于油浴锅上加热并机械搅拌，

待温度升至110℃后加入4 ml去离子水，保持油浴110℃并机械搅拌，冷凝回流，反应时间为4天，将产物离心出来，用无水甲醇清洗,在真空干燥箱中40 ℃干燥24 h,终得到白色产物。

3、八氨基POSS的制备

在250 ml三口烧瓶中加入90 ml甲醇，在磁力搅拌下加入4 ml y-氨丙基三乙氧基和7.5 ml 盐跋,o变浑然后加入62.5 ml 四氢吠喃,溶液立刻变浑浊，有白色沉淀生成。将产物离心，并用四氢呋喃清洗，得到白色产物，放入40℃真空干燥箱干燥24 h，得到白色固体。

齐岳生物供应多种POSS产品