甲基丙烯酸化笼形倍半硅氧烷，Methacryl POSS Cage Mixture的描述
2025-06-16
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甲基丙烯酸化笼形倍半硅氧烷（如甲基丙烯酰氧丙基笼型聚倍半硅氧烷，MethacryloxypropyIPOSS）是一种有机-无机杂化材料，以下是对其的详细介绍：
一、基本信息
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，如四氢呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯等，不溶于水
热分解温度（T5%）：386℃
纯度：≥95%
结构式：
二、化学性质与结构
结构特点：甲基丙烯酸化笼形倍半硅氧烷的核心是氧化硅笼子，硅原子位于立方体的顶角，并各连接一个具有反应活性的甲基丙烯酰氧丙基基团。
反应活性：甲基丙烯酰氧丙基基团中的双键容易和聚合物基体共聚，可以UV固化。
三、应用领域
聚合物改性：
可应用于大部分常规聚合物的块体和涂层，为聚合物、涂层提升耐刮伤、耐高温和耐环境老化能力。
在光固化涂料领域表现突出，将质量分数5%~10%的粉末添加到丙烯酸树脂中，固化后涂层硬度提升2~3H等级，耐磨性增强40%以上。
在牙科复合材料中，添加量3%即可使弯曲强度达到120MPa，远高于传统树脂的80MPa标准。
作为橡胶增强剂使用时，硫化橡胶的撕裂强度可提高50%~60%，同时保持良好弹性。
纳米材料分散：可用作纳米材料如碳纳米管、纳米二氧化硅的分散剂或助溶剂。
高透光硬化层：可用于制备高透光硬化层（9H）。
化妆品：可用作增溶剂、流变稀释剂以及光泽剂。
高新技术领域：可用作高新技术领域（如宇航、电子、光学、生物、医药）塑料的催化剂、偶联剂、阻燃剂及纳米填料等，这类塑料主要用于制造光盘、液晶显示元件、微电子器件、透明印刷线路板和医药器械等。
化学工业试剂和药剂：可用作催化剂载体、反应单体、交联剂、生物搭桥剂、药物控释剂、反应性离子蚀刻阻抗层、环氧化催化剂等。
表面改性剂：在耐腐蚀和耐磨蚀涂料中，在润滑剂和增溶剂中，在光学纤维涂料中，以POSS代替硅烷，可改善涂层和滑润剂的表面性能。
四、合成方法
甲基丙烯酸化笼形倍半硅氧烷的合成通常采用水解缩合法。将含有相应基团的硅烷前驱体溶解在溶剂中，加入酸性催化剂促进水解。水解生成的硅羟基通过缩合反应形成笼型结构。制备过程中需注意控制水解速度，过快易导致结构缺陷，过慢则降低产率。产物需经过反复洗涤去除未反应单体，真空干燥后得到产品。
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