Page 70 - 《精细化工》2020年第11期

第 37 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.37, No.11
2020 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2020

综论
笼型倍半硅氧烷的功能化改性及应用研究进展

孙思薇，李 冰，王 淼，鲁莉博

（陕西纺织器材研究所，陕西 咸阳 712000）

摘要：有机/无机杂化材料的改性及应用是目前材料科学中最富有活力的研究领域之一。其中，笼型倍半硅氧烷
（Polyhedral oligomeric silsesquioxane，POSS）在分子水平上实现了有机组分与无机组分的结合，其结构呈硅氧
骨架连接的立体笼型，具有优异的反应活性、耐热性、阻燃性、多孔性和纳米尺寸效应等特点，通过化学改性
可将其应用在多个领域。该文主要从官能团改性、聚合改性和配位改性 3 个方面阐述了 POSS 的改性方法，综
述了 POSS 在耐热材料、阻燃材料、增强材料和多孔材料等领域的应用研究进展，对 POSS 今后的研究方向进
行了展望并提出可从 POSS 的构效关系、改性方法以及安全性等方面进行更加深入和系统的研究。
关键词：笼型倍半硅氧烷；杂化材料；功能改性；应用；研究进展
中图分类号：TQ264.14 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 11-2216-07

Research progress on functional modification and application

of polyhedral oligomeric silsesquioxane

SUN Siwei, LI Bing, WANG Miao, LU Libo
（Shaanxi Research Institute of Textile Accessories, Xianyang 712000, Shaanxi, China）

Abstract: The modification and application of organic/inorganic hybrid materials are one of the most
dynamic research fields in material science. Polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) achieves the
combination of organic and inorganic components at the molecular level. Its structure is a three-dimensional
cage type supported by the Si—O—Si bond. POSS has excellent reactivity, thermostability, flame resistance,
porosity and nano-size effects and can be applied in many fields after modification. Firstly, the modification
methods of POSS are described from three aspects of graft modification, polymerization modification and
coordination modification. Then, the application research progress of POSS in heat-resistant materials,
flame-retardant materials, reinforcement materials and porous materials is reviewed. Finally, the research
direction of POSS is pointed out and it is suggested that the structure-effect relationship, modification
method and safety of POSS can be further studied systematically.
Key words: polyhedral oligomeric silsesquioxane; hybrid materials; functional modification; application;
research progress

有机/无机杂化材料将有机高分子材料的良好 结合，是高分子杂化材料的研究热点 [1-2] 。1946 年，
[3]
反应性、成型性、低成本和无机材料的耐高温、高 SCOTT 首次提出了甲基取代的倍半硅氧烷。之后，
[4]
强度、规整晶型等优异性能综合到单一材料中，为 BARRY 等 发现了完全缩合的 POSS 具有立方和六
材料的设计和调整提供了极大的方便，是制备功能 角棱柱的形状。这种结构一经报道便引起了大量学
性新材料的重要手段，也是目前材料科学中最富有 者的关注。为促进 POSS 在各领域中的应用，以及
活力的研究领域之一。在纳米级杂化材料的研究中， 满足不同材料改性的需求，对其分子进行功能化改
POSS 将有机组分与无机组分在分子层面上实现了 性，成为后续 POSS 材料研究的主要方向之一。1965

收稿日期：2020-04-26; 定用日期：2020-06-29; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200353
基金项目：陕西省重点研发计划项目（2019GY-203）
作者简介：孙思薇（1990—），女，博士生，E-mail：809615942@qq.com。