多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)是一類新型有機-無機復合材料,由硅-氧-硅(Si-O-Si)鍵構(gòu)成的中空籠狀框架和連接于框架頂點的硅原子所配位的有機基團組成。POSS可由(RSiO1.5)n(n=6、8、12等)表示,大小通常取決于周圍的R基團(可為氫原子、烷基、苯基、芳基、乙烯基等有機基團)。
根據(jù)R基團活性不同,POSS可分為活性POSS、情性POSS兩大類;根據(jù)合成原料不同,POSS分為T型POSS[以三官能度單體(RSi(OR)3或RSiCI3為原料制備]、Q型POSS[以四官能度單體(Si(OR)4為原料制備];根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,POSS又分為全縮合型POSS和半縮合型POSS。
POSS分子結(jié)構(gòu)包括部分籠形結(jié)構(gòu)及籠形結(jié)構(gòu)、無規(guī)結(jié)構(gòu)、梯形結(jié)構(gòu)等。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2029年中國多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)行業(yè)市場供需調(diào)研咨詢報告》顯示,獨特的分子結(jié)構(gòu)、納米尺寸和活性位點可修飾性,賦予了POSS良好的熱穩(wěn)定性、阻燃性、抗輻射性、抗氧化性、溶解性和介電性,使其在生物醫(yī)學、航空航天、電子信息、耐熱阻燃、催化劑、表面改性劑、皮革、功能性涂料等領域展現(xiàn)出廣闊應用前景。
在制備工藝上,POSS可通過水解縮合法、頂角蓋帽法、官能團衍生法等方法合成,其中水解縮合法即通過硅氧烷或鹵代硅烷的水解縮合反應合成,該生產(chǎn)工藝簡單,是制備POSS的最常用方法。R基團種類、溶劑種類、溫度、催化劑種類等是影響POSS水解縮合法反應收率的重要因素。
全球POSS相關研究單位及企業(yè)包括美國密歇根大學、南密西西比大學聚合物科學與工程學院、美國Hybrid Plastics公司、巴斯夫、浙江大學、廣州一新科技有限公司、奇點勢能(江西)科技有限公司、福斯曼科技(Forman)等。
奇點勢能(江西)科技有限公司的Q-POSS新材料環(huán)保木器涂層分裝儲存工廠建設項目總投資7412.39萬元,將建設年產(chǎn)2萬噸Q-POSS新材料環(huán)保木器涂層。Q-POSS涂層具有良好的環(huán)保性、耐候性、耐磨性等,其應用有望推動水性木器涂料邁向更高的環(huán)保和性能標準。
新思界
行業(yè)分析人士表示,POSS具有獨特的分子結(jié)構(gòu)和分子可設計性,其創(chuàng)新發(fā)展已成為化學、材料科學領域的重要前沿方向。近年來,全球POSS相關研究不斷深入,在理論研究、改性研究、生產(chǎn)工藝改進、應用擴展等方面取得了顯著進展。POSS潛在應用場景廣泛,其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將給相關領域帶來新的機遇。
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