多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是一类新型有机-无机复合材料,由硅-氧-硅(Si-O-Si)键构成的中空笼状框架和连接于框架顶点的硅原子所配位的有机基团组成。POSS可由(RSiO1.5)n(n=6、8、12等)表示,大小通常取决于周围的R基团(可为氢原子、烷基、苯基、芳基、乙烯基等有机基团)。
根据R基团活性不同,POSS可分为活性POSS、情性POSS两大类;根据合成原料不同,POSS分为T型POSS[以三官能度单体(RSi(OR)3或RSiCI3为原料制备]、Q型POSS[以四官能度单体(Si(OR)4为原料制备];根据结构不同,POSS又分为全缩合型POSS和半缩合型POSS。
POSS分子结构包括部分笼形结构及笼形结构、无规结构、梯形结构等。根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2029年中国多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)行业市场供需调研咨询报告》显示,独特的分子结构、纳米尺寸和活性位点可修饰性,赋予了POSS良好的热稳定性、阻燃性、抗辐射性、抗氧化性、溶解性和介电性,使其在生物医学、航空航天、电子信息、耐热阻燃、催化剂、表面改性剂、皮革、功能性涂料等领域展现出广阔应用前景。
在制备工艺上,POSS可通过水解缩合法、顶角盖帽法、官能团衍生法等方法合成,其中水解缩合法即通过硅氧烷或卤代硅烷的水解缩合反应合成,该生产工艺简单,是制备POSS的最常用方法。R基团种类、溶剂种类、温度、催化剂种类等是影响POSS水解缩合法反应收率的重要因素。
全球POSS相关研究单位及企业包括美国密歇根大学、南密西西比大学聚合物科学与工程学院、美国Hybrid Plastics公司、巴斯夫、浙江大学、广州一新科技有限公司、奇点势能(江西)科技有限公司、福斯曼科技(Forman)等。
奇点势能(江西)科技有限公司的Q-POSS新材料环保木器涂层分装储存工厂建设项目总投资7412.39万元,将建设年产2万吨Q-POSS新材料环保木器涂层。Q-POSS涂层具有良好的环保性、耐候性、耐磨性等,其应用有望推动水性木器涂料迈向更高的环保和性能标准。
新思界
行业分析人士表示,POSS具有独特的分子结构和分子可设计性,其创新发展已成为化学、材料科学领域的重要前沿方向。近年来,全球POSS相关研究不断深入,在理论研究、改性研究、生产工艺改进、应用扩展等方面取得了显著进展。POSS潜在应用场景广泛,其产业化发展将给相关领域带来新的机遇。
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