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具有笼形结构的倍半硅氧烷纳米增强剂 網址 HYPERLINK /research/research_show1.asp?id=795 /research/research_show1.asp?id=795 具有笼形结构的倍半硅氧烷纳米增强剂陈旭东，毛妮娜，王冠海，张黎明（中山大学化学与化学工程学院高分子研究所，广东广州510275）Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane (POSS) nanoreinforcing agents with the cage structureCHEN Xu-dong, MAO Ni-na, WANG Guan-hai, ZHANG Li-ming(Institute of Polymer Science, School of Chemistry and Chemical Engineering, Sun Yet-Sen University, Guangzhou 510275, China) Abstract：The preparation of polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) nanoreinforcing agents with the cage structure was described. The emphasis was focused on the structure and functional characteristics, reinforcing mechanism, application of POSS. The difference between polyhedral oligomeric silsesquioxane nano-reinforcing agents and inorganic nanoparticles applied in polymer nanocomposites was also discussed.Key words：nanoreinforcing agents；composites；POSS；cage structure摘要：介绍了具有笼形结构的倍半硅氧烷纳米增强剂制备方法及其结构和功能特点，讨论了该类纳米增强剂与普通无机纳米粒子不同的性能特点及其增强机理，并对这种具有笼形结构的纳米增强剂在聚合物纳米复合材料中的应用和发展趋势作了概述。关键词：纳米增强剂；复合材料；POSS；笼形结构中图分类号：TB33 文献标识码：A文章编号：1001-9731（2004）增刊1 引言????????? 聚合物无机纳米复合材料已成为材料科学中最引人注目的研究领域之一。聚合物无机纳米复合材料通常包括无机纳米粒子和聚合物基体材料,无机纳米粒子由于纳米组分粒径小、比表面积大,极易聚集而形成尺寸较大的团聚体,如果纳米粒子因聚集而不能在聚合物基体树脂中均匀分散，将使得纳米复合材料中不存在或存在很少的纳米组分,难以发挥纳米粒子的独特作用，这就极大地限制了纳米粒子的填充量和增强效果。因此, 在制备聚合物纳米复合材料中，如何使无机纳米组分在基体中稳定均匀分散，将纳米无机粒子和有机聚合物巧妙地结合，使纳米复合材料既具有有机材料优良的加工性、韧性与低成本，又具有无机材料的耐热、耐氧化和优异的力学性能，是制备优异性能聚合物纳米复合材料的关键[1]。????????? 目前，国外利用笼形倍半硅氧烷制备的新型纳米增强剂，这种纳米增强剂是一类既具有纳米笼型结构又可以通过化学的方法将其进行侧基功能化的新型化合物，英文名为“Polyhedral oligomeric silsequi- oxane”,简称POSS[2]。POSS具有笼形核/壳结构，核为类似SiO2的笼形结构无机纳米粒子，其粒经为1.5nm，壳通常为8个有机官能团，其中7个官能团为惰性有机基团，1个为具有反应活性的功能基团。功能化的POSS既可以通过共混又可以通过共聚方法，使POSS均匀而稳定地分散在基体聚合物中，从而制备性能优异的聚合物纳米复合材料。目前，美国、日本等国对这类材料进行了大量的研究，美国已生产出这类纳米增强剂产品。而我国在此方面的研究极少。本文就这种笼形结构的倍半硅氧烷纳米增强剂制备方法、结构和功能特点、增强机理、应用作一综述，并比较笼形纳米增强剂与普通无机纳米粒子在制备聚合物纳米复合材料应用中的不同特点。 2 笼形纳米增强剂制备方法????????? 倍半硅氧烷（silsesquioxane）是一类结构简式为（RSiO1.5）n的化合物，主要有无规、梯形、桥形及笼形等几种类型[3]。对于笼型结构倍半硅氧烷，又称多面齐聚倍半硅氧烷，其结构和二氧化硅类似，都是由硅氧多元环形