简述
笼型倍半硅氧烷(简称POSS)作为一类具有三维结构，有机-无机杂化的纳米分子，在杂化多孔材料研究上有着广泛的应用[1]。八乙烯基-POSS(OV-POSS)是由硅，氧，碳元素组成的一种笼状多面体结构的化合物[2]，化学式为C16H24O12Si8，分子量为633.04，常温下性状为为白色粉末状固体，可溶于四氢呋喃、甲苯等溶剂。作为一种笼型有机硅化工原料，八乙烯基-POSS具有较高的熔点，高于350℃，主要作为有机中间体及纳米添加剂应用于材料合成领域。
应用
纳米生物医用材料领域报道了一种POSS基纳米杂化胶束的制备方法。其制备方法为：先将八乙烯基-POSSS溶解在溶剂中，加入过量的巯基羧酸化合物及光引发剂，在氮气保护及紫外光作用下进行巯基-乙烯基点击反应，反应完成后将产物透析，除去过量未反应的巯基羧酸化合物，将沉淀物干燥后得到多羧基POSS；再将上述得到的多羧基POSS与聚乙二醇单甲醚经偶联反应得到聚乙二醇功能化的POSS，聚乙二醇功能化的POSS易分散于水介质中，形成以POSS为核，聚乙二醇为壳的POSS基纳米杂化胶束，其粒径小且分布窄，并且大小可调控。上述制备方法简单，原料易得，制备得到的POSS基纳米杂化胶束可望用于纳米生物医用领域[3]。
功能材料领域则公开了一种基于八乙烯基-POSS改性的高湿抓低滚阻胎面胶（添加八乙烯基-POSS前后的碳黑分析仪胶料成像对比图如下），以其为原料制备而成的橡胶，可改善胶料内部交联网络、诱导白碳黑分布和提高胶料的均匀性，进一步表现为增强胶料的抗撕裂能力、机械性能和湿抓性能，确保轮胎的耐久行驶性能和安全行驶性能，降低了轮胎在使用过程中可能出现大幅度胎面磨损、行驶过程中打滑的风险[4]。
此外，文献还报道了一种含八乙烯基-POSS的反渗透复合膜的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一，将八乙烯基-POSS 120℃干燥48h；步骤二，将步骤一预处理后八乙烯基-POSS分散到多元酰氯油相溶液中，分散均匀；步骤三，先将聚砜支撑膜浸入到多元胺的水溶液，取出后去除溶剂，再浸入到步骤二制得的混合溶液中进行界面聚合反应；步骤四，将步骤三反应完成后的聚酰胺反渗透膜在烘箱中烘干，浸入热水中洗涤，再浸入甘油中，最后烘干即得目标材料。八乙烯基-POSS具有与纳米沸石十分类似的结构，将其加入到油相溶液可克服纳米沸石在油相溶液中分散困难的，容易团聚的缺点，可制得高水通量和高脱盐率的反渗透复合膜[5]。
低温热氧老化机理研究
通过1H-NMR，13C-NMR，29Si-NMR表征物质老化前后结构变化；采用FTIR，MALDI-TOF，ESR，TG-IR联用，DSC等分析手段跟踪老化过程中特征基团，分子量，活性中心，质量损失和焓变情况，对八乙烯基-POSS在180℃微量氧气氛围的热氧老化行为进行研究。采用微量氧气方法以减少乙烯基基团热氧老化过程中的过氧化反应，以观察可能存在的其他反应机理。实验表明老化过程中不饱和双键逐渐转化成饱和单键，老化过程存在C自由基中心和放热效应，且分子量增大趋势明显，质量变化略微，说明八乙烯基-POSS在微量氧气氛围中的低温(180℃)热氧老化过程存在自由基聚合历程[6]。
改性研究
科研人员采用红外光谱(FTIR)和热分析(TG)方法研究不同用量八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)改性三元乙丙橡胶(EPDM)化学反应，并初步探讨了其反应机理。结果表明，经高温硫化可以实现八乙烯基-POSS在EPDM橡胶上的接枝，且用量越高，接枝率越高；随着八乙烯基-POSS用量的增加，POSS/EPDM热稳定性升高。与理论质量损失率相比，POSS/EPDM实际质量损失明显降低，且随着POSS用量的增加，两者相差越大；其改性机理为八乙烯基-POSS上的乙烯基，在过氧化二异丙苯(DCP)热引发剂存在条件下，经高温将其以化学键合的方式连接到EPDM链上，实现POSS对EPDM橡胶的改性[7]。
参考文献
[1]江春东.八乙烯基POSS的功能化及其杂化多孔材料的制备与性能的研究[D].山东大学,2016.DOI:10.7666/d.Y3034792.
[2]宇雪婷,马旭,陈观银,等.乙烯基POSS-丙烯酸酯杂化共聚物湿敏材料的湿度响应稳定性[J].广州化学, 2024, 49(5):9-16.
[3]赵三平,赵慧,高俊.一种POSS基纳米杂化胶束的制备方法:CN201610031856.4[P].
[4]何明,邓媛媛,游平丰,等.一种基于八乙烯基POSS改性的高湿抓低滚阻胎面胶及其制备方法:202411810875[P].
[5]不公告发明人.一种含八乙烯基POSS的反渗透复合膜的制备方法:CN201710579640.6[P].
[6]祝文亲,陈凡,王瑞,等.微量氧氛围中八乙烯基POSS低温(180℃)热氧老化机理研究[J].高分子学报, 2015(1):6.DOI:10.11777/j.issn1000-3304.2015.14163.
[7]王明超,王敏,周俊,等.笼型八乙烯基POSS改性EPDM的热稳定性[J].弹性体, 2019, 29(3):4.DOI:CNKI:SUN:TXTZ.0.2019-03-007.