多面體低聚倍半硅氧烷合成的研究進展

李 汝 珍

(廣西職業技術學院,廣西 南寧 530226)

綜述與專論

多面體低聚倍半硅氧烷合成的研究進展

李 汝 珍

(廣西職業技術學院,廣西 南寧530226)

介紹了多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)的分類、結構和性能，POSS是基于化學鍵合作用而形成的一種分子水平上的納米有機/無機雜化體，具有規整的立體結構、納米尺度、優良的相容性和修飾性，其獨特的納米籠形結構使之成為分子結構設計和材料改性的最佳選擇。綜述了POSS的合成方法及研究進展，如三官能度硅烷或四官能度硅烷在酸、堿或有機鹽催化下通過水解縮合反應合成POSS；以POSS為母體，通過封角閉環法和官能團轉化衍生法合成POSS；點擊化學法制備POSS等。比較了各種方法的優點和存在的問題，指出目前國內POSS的研究重點是合成帶有高活性的POSS單體，改進合成路線及工藝，為其工藝化提供技術支持。

多面體低聚倍半硅氧烷 官能化 有機/無機雜化材料 合成方法 研究進展

多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)是由硅(Si)、氧(O)組成的無機核(SiO3/2)n與有機臂共同構成的有機/無機雜化材料，具有納米尺寸效應，無機核賦予材料良好的熱穩定性和機械性，有機臂可通過化學鍵合衍生出具有功能性取代基的POSS,用于改善高分子材料的力學性能、耐熱性、耐候性、絕緣性以及滲透性等諸多性能[1]，因此，POSS被廣泛用于研制高性能的高分子納米復合材料，成為一類重要的納米增強劑。

對POSS的研究最早可追溯到1946年,D.W.Scott將二甲基二氯硅烷((CH3)2SiCl2)與甲基三氯硅烷(CH3SiCl3)的共水解產物通過熱解重排制備了甲基POSS[2]。從那以后，歐美等發達國家對POSS的研究加大了力度，目前美國的POSS合成工藝已很成熟，很多種類的POSS已產業化和商品化。我國所用的POSS單體絕大部分從美國進口，價格昂貴。近年來，我國有關POSS研究也非?；钴S，但總體看來尚屬起步階段。功能性的POSS具有高的活性能力，幾乎可用于所有的傳統聚合物材料的改性[2]，可通過接枝、交聯、共聚或共混等方式對聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)改性，制備氨基POSS/ PET、乙烯基POSS/PP、POSS/ PE、POSS/ PUA等納米復合材料[3]，改性后材料的熱穩定性、玻璃化轉變溫度、結晶溫度和彈性模量等力學性能都得到了提高，與纖維進行交聯能有效改進纖維的彈性回復性能，織物的經向和緯向折皺回復角均明顯增加，且隨著POSS含量的增加，纖維織物的折皺回復角明顯增加[4]。

1 POSS的結構特點及分類

POSS結構介于二氧化硅(SiO2)和聚有機硅氧烷(R2SiO)n之間，(SiO3/2)n是由Si—O—Si構成的立體骨架，R是核端點上連著的向外伸展有機基團，相鄰的Si間距為0.5 nm，相鄰的R間距為1.5～3.0 nm，所以POSS是具有對稱結構或籠型結構[6]的單分子納米尺度的雜化分子，化學簡式為(R2SiO3/2)n，n的典型值為6,8,10,12等，分別簡稱為T6，T8，T10，T12，化學結構見圖1。

圖1 POSS的化學結構Fig.1 Chemical structure of POSS

2 POSS的合成方法

根據目前POSS的研究情況，其合成方法可分為4種:完全水解縮合法、部分水解-封角閉環法、官能團轉化衍生法、點擊化學法。其中第二、三種方法在分子結構設計方面有獨特優勢，已成為目前合成新型官能團POSS的主要方法。

2.1完全水解縮合法

該法是最早采用的也是最直接的合成POSS方法，迄今己有70多年的歷史。通常是在催化劑作用下，以RSiX3為原料完全水解縮合得到POSS。早期該法反應周期長，收率受催化劑、溶劑、R以及反應條件等因素影響，產率常低于20%，但此法仍為合成POSS的基礎，在制備全縮合的全同POSS時，此法具有無可比擬的優勢。余洋[8]和張劍橋[9]等采用此法以乙烯基硅烷為原料，水解縮合制備八聚乙烯基倍半硅氧烷(T8Vi8)。

近年來有報道在酸、堿或有機鹽催化下，可合成高產率的POSS。酸催化劑常為無機或有機酸、酸性樹脂等[10]。F.J.Feher等[11]在濃鹽酸催化下對氨丙基三乙氧基硅烷進行水解縮合，合成八聚氨丙基倍半硅氧烷的鹽酸鹽，再與型號為RA-400樹脂作用制得氨丙基POSS，產率50%；對工藝再進行改進，采用低濃度的環戊基三氯硅烷和溶劑乙腈，回流18 h得到環戊基POSS，產率為64%，但分離較難。酸催化法簡便、易行，但耗時長，溶劑消耗大，產物多為幾種結構的POSS，分離麻煩，目標物產率偏低。堿催化劑有無機或有機堿、堿性樹脂等[12]，常以三甲氧基硅烷(RSi(OMe)3)為原料水解縮合而得，若用三氯硅烷(RSiCl3)作原料，則應先水解成硅酸，再加堿催化縮合成POSS。Zhang Zengping等[13]以四乙基季胺堿(Et4NOH)作催化劑，水解縮合氨丙基三乙氧基硅烷制備氨丙基POSS，反應時間較短，產率較高。與酸法相比，堿法提高了反應速率及目標物的產率，突出的優點是時間短、產率高，是近十年發展起來的，但仍存在一些問題：反應條件不易控制，過快的速率易導致凝膠，若降溫延長時間易致副產物增加，分離難度增大。有機鹽也可催化合成POSS，2008年B.Marciniec等[14]將氯丙基三甲氧基硅烷水解成氯丙基硅酸，再在二月桂酸二丁基錫的催化下，縮合得到高純POSS，大大縮短了合成時間，提高了合成效率。

近年還有報道采用相轉移催化劑可合成高純POSS。M.Kozelj等[15]用相轉移催化劑1，4，7，10，13，16-六氧雜環十八烷(18-冠-6)與氟化鉀(KF)作催化體系，在甲苯溶劑中制得收率為72%的Ph-POSS(T8)；在四氫呋喃(THF)溶劑中制得收率為85%的Ph-POSS(T12)；其他相轉移催化劑如四丁基鹵化銨、苯基三甲基碘化銨等也可催化合成POSS，Y.Yang等[16]用氟化四丁基銨作催化劑，水解縮合三乙氧基硅烷制備籠型結構的倍半硅氧烷及其同系物，反應時間短，產率達90%。

2.2部分水解-封角閉環法

該法是隨著半縮合的POSS(T7)成功制備而發展起來的[17-20]。采用RSiX3在一定條件下先部分水解縮合，生成半縮合的T7，再以其作中間體，加入等物質量的含目標取代基的硅烷單體，在催化劑作用下進一步縮合而閉環，得到含功能性取代基POSS(T8)。F.J.Feher等[21]將環己基三氯硅烷先部分水解縮合制得硅三醇的POSS，再在胺的催化下與硅烷單體進行封角閉環，制得八聚POSS(T8)。

此法是基于T7的成功制備而建立的，以穩定的T7為前驅體，與硅烷單體縮合閉環，通過改變單體的種類，合成出多種不同功能性取代基的T8，本法操作簡單、耗時短、易分離、產率較高。隨著制備出T7種類的不斷增加，此法將會成為合成功能性單官能團POSS的高效方法，但T7作為重要的一類中間體，因其種類、數目繁多，以及較強的反應性、較高的易變性和相似的化學性質被認為是POSS領域乃至整個有機硅領域難合成、難分離的化合物之一，目前POSS價格居高不下，主要歸因于中間體T7制備難度大。有報道T7可通過完整籠型結構的T8在強堿或強酸催化下發生選擇性裂解而獲得，1998年F.J.Feher等[22]開始系統研究T8選擇性斷裂合成T7的方法，在三氟甲磺酸催化下環己基POSS(T8)發生選擇性斷裂，得到4種不同的含羥基半縮合POSS(T7)；也可通過強堿(Et4NOH)催化選擇性斷裂八聚倍半硅氧烷(R8Si8O12)而得到半縮合的POSS(T7)。

由于T7具有很強的反應活性，有報道可將某些金屬通過缺角閉環法引入POSS體系，合成出以POSS為母體的金屬雜化物，這是一類新型的催化劑，因其對某些反應有特殊的催化效應，具有良好的催化活性和選擇性，是目前催化材料化學的新興領域。F.J.Feher等[23-24]在這方面做了大量的研究工作，例如采用環己基T7與三氯甲基錫(CH3Cl3Sn)或三氯甲基鍺(CH3Cl3Ge)反應可得到甲基錫或甲基鍺封角的POSS(T8) ,也可通過交聯或聚合反應得到含有鈦雜化的POSS的聚硅氧烷復合物。另外，在催化劑的作用下，POSS還可與橋式硅氧烷單體發生閉環反應，制備新穎的橋式POSS。

2.3官能團轉化衍生法

鑒于直接水解法制備功能性官能團POSS的局限性和困難性，研究者嘗試官能團衍生法，對POSS結構上已有的R基團進行功能化反應，得到含目標活性基團R′的POSS。常用作反應物的T8有T型的八聚倍半硅氧烷(T8H8)，Q型的八聚倍半硅氧烷(Q8M8H8)等，因其含有8個活性硅氫鍵，易發生功能化反應，反應僅涉及取代基，不影響Si原子在分子中的位置和結構，所以R仍保持POSS的相容性，而R′則改變POSS的反應性。衍生法使POSS的種類得到擴大，但制備時原料比需嚴格控制，步驟較多，操作復雜。

2.3.1 取代法

T8H8中的氫很活潑，在光照作用下易與氯發生自由基取代，得到(SiO3/2)8C18，在室溫下再與硝基甲烷(CH3ONO)發生反應，得到新取代基的(SiO3/2)8(OCH3)8[25]。S.Fabritz等[26]采用八聚苯基倍半硅氧烷(T8Ph8)與氯化碘(ICl)發生取代反應，合成了碘代八聚苯基POSS，反應產率高，選擇性好，單碘取代含量大于99%，對位取代大于93%。還可進一步以碘代八聚苯基POSS 或類似的溴代衍生物與末端炔烴通過耦合反應合成八聚炔倍半硅氧烷。將氟通過取代法引入合成含氟的POSS，其兼具了有機硅材料和有機氟材料的特點，可顯著改善聚合物的表面性能特別是疏水性。

2.3.2 硅氫加成法

在鉑系的催化下，含硅氫基或氫基的POSS(如T8H8、Q8M8H8)與含不飽和鍵的化合物發生硅氫加成反應，可得到多種有價值的POSS的衍生物[27-28]。最先報道的是己烯、亞甲基環己烷與T8H8進行的硅氫化反應，分別制備出己基POSS、亞甲基環己基POSS；還采用二甲基硅氧基POSS、T8H8與一系列改性烯丙基不飽和聚乙二醇(PEG)進行硅氫加成，合成得到一系列帶有不同鏈長PEG取代基的POSS。

有文獻報道在催化劑的作用下，通過硅氫化反應在Q8M8H8側鏈上引入親水基團的聚氧化乙烯(PEO)等，合成水溶性的POSS；也可采用含雙鍵的T型POSS和含氫的硅烷通過硅氫加成反應合成不同取代基的POSS[29]。

硅氫加成產物通常為α和β加成物，若選擇合適的底物和催化劑，并控制好反應條件，也可得到一種主要的產物，甚至還可控制特定的雙鍵發生加成。硅氫加成法是目前POSS衍生化研究的一條可行之路。

2.3.3 還原法

還原法是利用還原反應使POSS結構上的官能團發生轉變而合成出新的POSS衍生物，但目前報道較少。最常見的是在含有硝基苯基POSS的基礎上，將硝基還原成活性的氨基苯基POSS，Huang Fuwei[30]，Zhang Weian[31]等采用T8Ph8通過硝化反應制備得到中間體T8(PhNO2)8，再將T8(PhNO2)8還原而合成T8(PhNH2)8。

2.3.4 氧化法

氧化法是采用氧化反應使POSS結構上的官能團實現轉變而制備出新的POSS衍生物。通常是將含有雙鍵取代基的POSS通過氧化反應，制備出含環氧取代基的POSS，再將其應用于環氧類聚合物的改性中，如將丙烯基POSS在一定條件氧化成環氧基POSS。

2.4點擊化學法

點擊化學法(Click chemistry)是由美國化學家K.B.Sharpless[32]在2001年引入的一個合成概念，主旨是通過小單元的拼接，快速可靠地完成形形色色分子的化學合成，借助點擊反應來簡單高效地獲得分子多樣性。隨著人們對點擊化學的深入研究，巰基-烯加成化學也被納入點擊化學的范疇, 將巰基引入POSS，可使其具特殊性能，廣泛應用到生物、醫學、吸附材料等領域[33]。典型的例子是在乙烯基POSS的基礎上，通過巰基-烯點擊化學，以2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPA)為引發劑，高效合成各類功能性POSS。

此法具有操作簡單、選擇性好、高效快速、易分離以及對水、氧不敏感等特點，成為材料、醫藥、化學等領域的研究熱點，但該法能耗高。

3 結語

雖然POSS的合成機理十分復雜，但仍可從大量的實驗中總結出一些經驗[34-36]。

(1)催化劑的影響。在水解縮合過程中，酸性催化劑可有效地控制反應進程，制備出多種T8；堿性催化下的產物一般是多種POSS或聚硅氧烷的混合物，但時間短、產率高，可通過精確的控制條件或有效的分離手段，制備高純POSS產品。

(2)水的影響。水量較少時有利于POSS的生成，水量較多時往往生成復雜的硅氧烷混合物。

(3)溶劑影響。介電常數大、極性較強的溶劑易與極性較大的硅醇或硅醇鹽形成氫鍵，對穩定半縮合POSS起到促進作用；極性較弱的溶劑利于極性較小的POSS形成。

(4)溫度影響。通常低溫條件下易形成POSS，高溫條件下易形成硅氧聚合物。

(5)R的影響。R為體積較大基團時(如正丁基、苯基等)，易發生不完全縮合，優先生成半縮合POSS；R為體積小基團時(如—H、—CH3等)，易發生完全縮合，利于閉環籠型結構POSS生成。

(6) 取代基X的影響?！狢l水解速度優于—OCH3，—OC2H5，且生成HCl對水解縮合有促進作用，而—OCH3，—OC2H5可控制反應的速度，避免反應中出現凝膠現象。

POSS作為一種新型有機/無機納米雜化材料，獨特的三維空間結構賦予其許多優良的性能，其分子的可設計性為各種新型材料的開發提供了良好的載體，但因其反應周期長、產品提純難、成本高等因素使我國的合成工藝目前尚未實現工業化。為發揮其在高分子改性方面的優勢，應從以下幾個方面進一步探索：(1)深入研究POSS的合成機理；(2)改進現有的合成路線及工藝，尋找合適的催化劑、溶劑、反應溫度及分離提純等工藝條件，縮短合成周期，提高產率，降低成本，為工業化生產提供技術支持；(3)探索更多高效制備半縮合POSS的方法；(4)加大POSS官能化研究，精確設計功能性基團的引入，合成更多新官能團POSS，擴大其改性聚合物的范圍，合成在分子級分散的有機/無機納米材料；(5)研究POSS納米結構與聚合物性質間的關系及其作用機理，合成在催化、光、電、磁等方面有特定效果的功能化POSS改性材料。

[1] 郭增昌,王云芳,王汝敏,等.倍半硅氧烷合成進展[J].高分子通報,2006(1):16-27.

Guo Zengchang,Wang Yunfang,Wang Rumin，et al. Development in the study on the synthesis of polysilsesquioxanes[J]. Chin Polym Bull, 2006(1):16-27.

[2] Scott D W,Am J.Synthesis of methyl polyhedral oligomeric silsesquioxane[J].Chem Soc,1946,68(3):356-358.

[3] 工文平,丁偉良,呂曉勇,等.POSS改性聚氨酯的合成及性能[J].高分子材料科學與工程,2013,29(1):40-43.

Gong Wenping, Ding Weiliang, Lv Xiaoyong, et al. Synthesis and properties of POSS modifated polyurethane[J]. Polym Mater Sci Eng, 2013,29(1):40-43.

[4] 許漪.反應性籠形倍半硅氧烷(R-POSS)對纖維素纖維的改性[J].人造纖維,2012,40(6):19-23

Xu Qi. Modification of reactive cage silsesquiozane(R-POSS) on cellulose fiber[J].Artif fiber,2012,40(6):19-23.

[5] 陳超,林謙,黃世強.帶功能基的籠形倍半硅氧烷合成進展[J].高分子通報,2011(1):100-104.

Chen Chao, Lin Qing,Huang Shiqiang. Progress in synthesis of functional polyhedral oligomeric silsesquioxane[J]. Chin Polym Bull, 2011(1):100-104.

[6] Li Guizhi,Wang Lichang,Ni Hanli,et al.Polyhedral oligomeric silsesquioxane(POSS) polymers and copolymers:A review[J].J Inorg Org Polym,2001,11 (3):123-154.

[7] Hasegawa I,Ino K,Ohnishi H.An improved procedure for syntheses of silyl derivatives of the cubeoctameric silicate anion[J].Appl Organomet Chem,2003,17(5):287-290.

[8] 余洋,田春蓉,王建華.八乙烯基多面體低聚倍半硅氧烷的合成與表征[J].合成橡膠工業,2009,32(2):105-108.

Yu Yang, Tian Chunrong, Wang Jianhua. Synthesis and characterization of octavinyl polyhedral oligomeric silsesquioxane[J]. Chin Syn Rubb Ind,2009, 32(2):105-108.

[9] 張劍橋,李齊方.八乙烯基多面體低聚硅倍半氧烷及其環氧化物的合成與表征[J].精細化工,2007,24(1):17-20.

Zhang Jianqiao, Li Qifang. Synthesis and characterization of octavinylsilsesquioxane and its epoxide[J]. Fin Chem, 2007,24(1):17-20.

[10] Dare E O,Liu L K,Peng J.Modified procedure for improved synthesis of some octameric silsesquioxanes via hydrolytic polycondenzation in the presence of Amberlite ion-exchange resins [J].Dalton Trans,2006(30):3668-3671.

[11] Feher F J,Wyndham K D.Amine and ester-substituted silsesquioxanes:synthesis,characterization and use as a core for starburst dendrimers[J].Chem Commun,1998,56(3):323-324.

[12] Kawakami Y,Yamaguchi K,Yokozawa T,et al.Higher polyhedral silsesquioxane(POSS) cage by amine-catalyzed condensation of silanols and related siloxanes [J].Chem Lett,2007,36(6):792-793.

[13] Zhang Zengping,Liang Guozheng,Lu Tingli.Synthesis and characterization of cage octa(aminopropyl silsesquioxane)[J].J Appl Polym Sci,2007,103(4):2608-2614.

[14] Marciniec B,Dutkiewicz M,Maciejewaki H,et al.New,effective method of synthesis and structural characterization of octakis (3-chloropropyl) octasilsesquioxane[J]. Organometallics,2008,27(4):793-794.

[15] Kozelj M,Orel B.Synthesis of polyhedral phenyl silsesquioxanes with KF as the source of the fluoride ion [J].Dalton Trans,2008,252(37):5072-5075.

[16] Yang Y,Taylor P,Bassindale A,et al.The Abstract of Ⅷ International symposium on organosilicon chemistry[J].Guanajato,Mexico,2002,17:687-691.

[17] Koh K,Sugiyama S,Morinaga T,et al.Preoision synthesis of a fluorinated polyhedral oligomeric silsesquioxane-terminated polymer and surface characterization of its blend film with poly (methyl methacrylate) [J].Macromolecules,2005,38(4):1264-1270.

[18] Ni Yong,Zheng Sixun.Supramolecular inclusion complexation of polyhedral oligomeric silsesquioxane crapped oly(ε-caprolactone)withα-cyclodextrin [J].J Polym Sci Part A:Polym Chem,2007,45(7):1247-1259.

[19] Cordes D B,Lickiss P D,Rataboul F.Recent developments in the chemistry of cubic polyhedral oli gosilsesquioxanes [J].Chem Rev,2010,110(4):2081-2173.

[20] 唐威.籠型倍半硅氧烷(POSS)的合成及POSS酯化性能研究[D].淮南:安徽理工大學,2012.

Tang Wei.Synthesis of cage silsesquioxane(POSS) and esterrifcation performance of POSS[D].Huainan:Anhui University of Science and Technology,2012.

[21] Feher F J,Terroba R,Ziller J W. Base-catalyzed cleavage and homologation of polyhedral oligosils-esquioxanes [J].Chem Commun,1999(21):2153-2154.

[22] Feher F J, Terroba R, Ziller J W. A new route to incompletely-condensed silsesquioxanes:base-mediated cleavage of polyhedral oligosilsesquioxanes[J]. Chem Commun, 1999(22):2309-2310.

[23] Feher F J,Budzichowski T A,Zilller J W.Synthesis and characterization of gallium-containing silsesquioxanes [J].Inorg Chem,1997,36(18):4082-4086.

[24] Feher F J, Phillips S H,Ziller J W.Facile and remarkably selective substitution reactions involving framework silicon atoms in silsesquioxane frameworks[J].J Am Chem Soc，1997，119(14):3397-3398.

[25] Heyl D,Rikowski E,Hoffmann R C,et al.A "clickable" hybrid nanocluster of cubic symmetry [J].Chem-Eur J,2010,16(19):5544-5548.

[26] Fabritz S,Heyl D,Babutski V,et al.Towards click bioconjugations on cube-octameric silsesquioxane scaffolds[J].Org Biomol Chem,2010,8(9):2212-2218.

[27] Liu Yonghong,Zheng Sixun,Nie Kangming.Epoxy nanocom posites with octa (propylglycidyl ether) polyhedral oligomeric silsesquioxane [J].Polymer,2005,46(25):12016-12025.

[28] 張萬里,陳清,陸風英.八乙烯基籠型倍半硅氧烷的合成 [J].有機硅材料,2012,26(6):392-395.

Zhang Wanli, Chen Qing, Lu Fengying. Synthesis of cage octa (vinylsilsesquioxane)[J]. Silic Mater, 2012, 26(6):392-395.

[29] Chen Dongzhi,Yi Shengping,Wu Weibing,et al.Synthesis and characterization of novel room temperature vulcanized(RTV) silicone rubbers using vinyl-POSS derivatives as cross linking agents[J]. Polymer,2010,51(17):3867-3878.

[30] Huang Fuwei,Rong Zhuxia,Shen Xuening,et al.Organic/inorganic hybrid bismaleimide resin with octa (aminophenyl) silsesquioxane[J].Polym Eng Sci,2008,48(5):1022-1028.

[31] Zhang Weian,Mueller A H E.Synthesis of tadpoleshaped POSS-containing hybrid polymers via "click chemistry"[J].Polymer,2010,51(10):2133-2139.

[32] Kolb H C,Finn M G,Sharpless K B.Click chemistry:Diverse chemical function from a few good reactions [J].Cheminform,2001,32(35):2004-2021.

[33] 徐源鴻,熊興泉,蔡雷,等.巰基-烯點擊化學[J].化學進展,2012, 24 (2/3):385-394.

Xu Yuanhong, Xiong Xingquan, Cai Lei, et al. Thiol-Ene click chemistry[J].Prog Chem, 2012,24(2/3): 385-294.

[34] 張曉靜,韓喜妞,方少明,等.籠形八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷的合成與表征[J].精細化工,2010, 27(3):209-212.

Zhang Xiaojing,Han Xiniu,Fang Shaoming,et al. Synthesis and characterization of octakis(dimethylsiloxy)silsesquioxane[J]. Fine Chem, 2010, 27(3):209-212.

[35] Yang Dong,Zhang Wei,Yao Ruliang,et al.Thermal stability enhancement mechanism of poly (dimethylsiloxane)composite by incorporating octavinyl polyhedral oligomeric silsesquioxanes[J].Polym Degrad Stab,2013,98(1):109-114.

[36] 胡建坤,郁小芬,陸阿定,等.多面體低聚倍半硅氧烷的合成研究進展[J].高分子通報,2014(10):52-61.

Hu Jiankun, Yu Xiaofen, Lu Ading,et al. Recent development in the synthesis of polyhedral oligomeric silsesquioxane[J]. Chin Polym Bull, 2014(10):52-61.

Researchprogressinsynthesisofpolyhedraloligomericsilsesquioxane

Li Ruzhen

(GuangxiVocationalandTechnicalCollege,Nanning530226)

The varieties, structure and properties of polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) were introduced. POSS was a nano organic/inorganic hybrid at molecular level based on the chemical binding action and possessed the regular stereo-structure, nano scale, excellent compatibility and modification effect. POSS was the best choice for molecular structure design and material modification due to its unique nano cage shaped structure. The synthesis techniques and research progress of POSS were reviewed, such as the hydrolytic polycondensation of three functional silane or four functional silane catalyzed with acid, alkali or organic salt, the closed-loop method and functional group transformation deriation of POSS matrix, click chemistry. The advantages and disadvantages of the synthesis techniques were compared. It was pointed out that the research of POSS should be focused on the synthesis of POSS monomer with high activity and the improvement of synthesis route and process in order to provide the technical support of industrialization in China.

polyhedral oligomeric silsesquioxane；functionalization; organic/inorganic hybrid materials; synthesis technique; research progress

2017- 06- 08；修改稿收到日期2017- 08-18。

李汝珍(1962—),女，副教授,主要研究方向為高分子合成。E-mail：550226665@qq.com。

廣西高等學?？茖W研究資助項目(KY2015YB383)。

TQ264.1+4

A

1001- 0041(2017)05- 0051- 06