مروري بر كامپوزيت‌هاي پليمر-سيلسزكيوكسان اوليگومري چندوجهي

Overview on Polymer-Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane (POSS) Composites

در سال‌هاي اخير، كامپوزيت‌هاي پليمري با نانوذرات سيلسزكيوكسان اوليگومري چندوجهي (POSS) بسيار مطالعه شده‌اند. ابعاد نانومتري و نيز امكان وجود گروه‌هاي عاملي مختلف در ساختار اين نانوذرات باعث شده است تا كامپوزيت‌هاي ساخته شده از آن‌ها، داراي خواص منحصربه‌ فردي باشند كه در مواد هيبريدي متداول مشاهده نمي‌شود. اندازه‌ ذرات POSS در حدود nm 1 تا nm 3 است. اين ذرات ساختاري صلب دارند و مي‌توانند به طور يكنواخت در ماتريس پليمري پراكنده شوند. در اين مقاله، ابتدا ساختارهاي مختلف نانوذرات سيلسزكيوكسان اوليگومري چندوجهي معرفي مي‌شوند. سپس، نقش اين نانوذرات در بهبود خواص مكانيكي، پايداري گرمايي و دماي انتقال شيشه‌اي كامپوزيت‌هاي پليمري حاوي آن‌ها بررسي مي‌شود. مقدار نانوذرات به كاربرده شده و نوع گروه‌هاي عاملي متصل به آن‌ها بيشترين تاثير را بر خواص فيزيكي كامپوزيت‌هاي پليمري دارند. ورود نانوذرات POSS از راه اتصالات عرضي مي‌تواند ساختار كامپوزيت را تحت تاثير قرار داده و با تقويت آن، خواص مكانيكي را بهبود بخشد. تاثير نانوذراتي كه با اختلاط فيزيكي وارد ساختار ماتريس پليمري مي‌شوند به برهم‌كنش مطلوب ميان گروه‌هاي عاملي موجود روي نانوذرات و ماتريس پليمري وابسته است. اين برهم‌كنش مطلوب به پراكنش يكنواخت نانوذرات در بستر پليمري منجر شده و مي‌تواند به بهبود خواص فيزيكي كمك كند. ويژگي‌هاي منحصر به فرد اين مواد موجب كاربرد گسترده و متنوع آن‌ها در زمينه‌هايي مانند مهندسي بافت و زيست‌داروها شده است.

Polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) - polymer composite materials have been extensively studied in recent years, as they possess nanoscopic structures and functional properties that are not typically seen in conventional hybrid materials. POSS nanoparticles are 1–3 nm in size, monodisperse and rigid. Incorporation of POSS nanoparticles into both thermoplastic and thermoset polymeric matrices by chemical cross-linking or physical blending methods provides excellent reinforcement. In this review, first, we introduce the various structures of polyhedral oligomeric silsesquioxane and then highlight studies on POSS- polymer nanocomposites with an emphasis on enhancements in mechanical, thermal stability and glass transition. The properties of POSS-containing polymer nanocomposites vigorously depend on the amount of POSS and the state of the POSS dispersion (which depends on the surface functional group of POSS). Incorporation of POSS through chemical cross-linking into polymer can influence its structureand improve mechanical properties by reinforcement.The incorporation of POSS nanoparticles into polymer through physical blending relies on favorable surface interactions between POSS and polymer. POSS having surface functional groups that have favorable surface interactions can disperse uniformly in the polymeric matrix. Uniform dispersion of POSS in polymeric matrices helps to improve physical properties of the nanocomposites. Because of the excellent properties, POSS containing polymer nanocomposites are found in diverse area such as tissue engineering and biomedicines.