低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane, POSS), 这种化合物的有机/无机笼型结构,可以达到纳米尺度级别。低聚笼型倍半硅氧烷的分子通式为(RSiO,s)n,具有Si-O纳米结构的无机框架核心,外围被反应性或非反应性官能团包围。含有反应性官能团的POSS加入聚合物中能使聚合物的耐热性能和耐候性能**提高,是近年来在科研界受到关注的聚合物增强材料。
POSS化合物中Si与0原子数比为1:1.5,分子式中n可以为6、8、10、 12等,所以,可以简写为T。、Tg、 T1o、T,等。POSS有多种不同的结构,按其结构可分为不完整的笼型、梯型、无规、笼型四种结构,目前,研究较多并且为**的为n=8六面体低聚笼型倍半硅氧烷,其结构如图1所示。图中可以且为**的为n=8六面体低聚笼型倍半硅氧烷,其结构如图所示。图中可以发现,Tg结构非常对称,其结构主要有两个特点:
一、由Si-O-Si键相互链接而成的无机笼型结构,这种以无机笼型结构框架为核心的材料具有良好的热稳定性;
二、与SiO2不同的是, T8结构的六面体每个顶点Si原子连接有机取代基团R,无机框架四周围绕着这些有机取代基团R,相当于无机笼型框架的外壳。取代基团R可以是非活性的,例如乙基、异丁基、环戊基、环己基等;有机取代基团R也可以为环氧基、羧基等活性基团。引入非反应性基团可以改变POSS与聚合物、生物系统的相容性;将每个Si原子引入反应性基团R具有以下优点:根据目标产物的不同,可以通过各种化学反应制备具有纳米尺度的新型有机/无机杂化材料,这种杂化材料不仅具有优良的耐热性能、机械强度大、耐高温、耐腐蚀、抗氧化,而且具有催化材料、光学材料、磁性材料等一系列特殊性能。总而言之,科学家们坚持不懈地研究POSS 结构与性能的关系,深化和继续发展具有特殊性能的POSS基杂化材料是非常重要的。
POSS的分类
POSs根据不同的结构封闭程度,可以分为两类:未完全缩合的POSS与完全缩合的POSS。
(1) 未完全缩合的POSS
不完全缩合POSS就是指在合成过程中,没有形成完整封闭笼型结构的POSS,究其原因可能为未完全水解,从而部分Si原子上含有羟基基团(Si-OH),如图2A所示,三种含有不同数量硅羟基团(Si-OH)的未完全缩合POSS的结构图。
(2)完全缩合的POSS
通常我们所讲的完全缩合POSS就是指具有完整笼型结构的POSS,化学键之间相连,完全封闭。如图2B所示,当有机取代基团R'=R,则为多官能团POSS,反之为单官能团POSS。
POSS的合成方法
POSS的合成方法有多种,而且对于合成不同类型的POSS方法也不尽相同,想要找到一个合成所有POSS的通用方法较为困难。很多因素都会影响POSS分子的合成,如催化剂种类、反应温度、初始单体浓度、水的用量等。我们可以根据目标POSS的结构,来确定采用哪种合适的合成方法合成目标产物。合成POSS的方法可以概括为三种:官能团转化法:水解缩合法;缺角闭环法(三种合成方法小编在上篇文章中已介绍点击此处链接:http://www.qiyuebio.com/details/2742,这里就不一一介绍了)。
齐岳生物供应的各种poss材料展示如下:
外观:无色透明黏稠液体
黏度:2500-5000cps
密度:1.25g/ml
分子量:1337.88
环氧当量:167
折射率:1.51
溶解性:溶于乙醇、异丙醇、PGMEA
树脂溶解性:溶于环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂
中文名称:甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷
中文别称:γ-甲基丙烯酰氧丙基笼状倍半硅氧烷
英文名称:MethacryloxypropyIPOSS
英文别称:MAPOSS,MethacrylPOSS,MethacryloxypropylPOSS,γ-methacrylpropylPOSS,MethacrylPOSSCageMixture
CAS号:160185-24-0
分子式:(C7H11O2SiO1.5)n(n=8,10,12)等高对称笼状分子和(C7H11O2SiO1.5)n(C7H11O2SiO)(OH)(n=8,10,12)等低对称笼状分子的混合物
分子量:1792.48 (T10结构)
外观:无色或淡黄色透明、半透明低粘流动液体
溶解性:能溶解于大部分的有机溶剂,其中四氢呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯中溶解度高;不溶于水
树脂相容性:可应用于大部分常规聚合物的块体和涂层
热分解温度(T5%):386℃
纯度:≥94%,其余为残留的溶剂THF
结构式
中文名称:八苯基-POSS
中文别名:八苯基-POSS;1,3,5,7,9,11,13,15-八苯基戊环[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;
英文名称:Octaphenylsilsesquioxane
CAS:5256-79-1
分子式:C₄₈H₄₀O₁₂Si₈
分子量:1033.51
结构式
产品四、八异丁基笼状聚倍半硅氧烷OctaisobutylPOSS
中文名称:八(异丁基倍半硅氧烷)
中文同义词:八异丁基-笼形聚倍半硅氧烷;八(异丁基倍半硅氧烷);八异丁基POSS
英文名称:PSS-OCTAISOBUTYLSUBSTITUTED97
英文同义词:PubChemID:4524693;MolecularSilicasMS0825;OctalsobutylPOS**S;MS0825;Octa-iBuPOSS;OctaIsobutyl-POSS;PSS-OCTAISOBUTYLSUBSTITUTED97;1,3,5,7,9,11,13,15-OCTAISOBUTYLPENTACYCL
CAS号:221326-46-1
分子式:C32H72O12Si8
分子量:873.59
外观:白色粉末
密度:1.13gml
分子量:873.6
表面能:17.1mJ/m2
熔点 267-273 °C(lit.)
结构式
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