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多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane, POSS)是一种具有硅氧笼状内核的有机-无机纳米杂化分子,其外围有机官能团能够促进POSS与聚合物相容,无机内核能够有效提高材料的机械强度和热稳定性等。开发新型的功能性POSS和POSS基聚合物杂化材料具有重要的研究意义和应用价值。论文利用高效的点击反应对八乙烯基POSS (OVPOSS)进行官能团衍生,合成得到新型的亲水性多羟基POSS;采用溶液共混静电纺丝技术将该POSS应用于聚乙烯醇(PVA)/POSS和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/POSS杂化纤维的制备,并且考察了POSS对纤维结构、形貌和性能的影响。论文取得以下研究结果：1.利用AIBN引发α-硫代甘油和OVPOSS的硫醇-烯点击反应,合成得到外围连接有16个羟基的含硫多羟基POSS (POSS-OH16)。确定反应优选条件为：AIBN用量1mo1%,巯基与双键的摩尔配比2.5,以无水四氢呋喃为溶剂回流6小时。乙醚沉降提纯表明产物质量收率在88-93%。采用傅立叶红外光谱(FTIR).核磁共振(NMR)、飞行时间质谱(MALDI-Tof MS)和元素分析等测试方法表征产物结构,证实合成得到高纯度的POSS-OH16。热失重分析(TGA)结果显示POSS-OH16比反应原料OVPOSS具有更好的热稳定性。2.通过溶液共混静电纺丝技术制备PVA/POSS-OH16杂化纤维膜。该杂化纤维膜的X射线衍射(XRD)结果表明：当POSS-OH16含量较低时,POSS-OH16与PVA形成氢键而均匀分散在PVA基体中,结晶过程受到破坏；而当POSS-OH16含量较高时,POSS-OH16会在PVA基体中团聚结晶。扫描电镜(SEM)结果表明：当PVA和POSS-OH16总浓度为8%(w/v)时,纤维上珠粒结构随POSS-OH16用量增加而增多；当PVA浓度保持8%(w/v)时,即使POSS-OH16含量高达50wt%依然是无珠粒的纤维结构,直径和表面粗糙度随着POSS-OH16含量增加而增大。POSS-OH16的加入可增加PVA的疏水性,如37.5wt%的POSS-OH16可使PVA纤维膜的水接触角由57°增至95°。当POSS-OH16含量较低时,PVA/POSS-OH16杂化纤维的玻璃化转变温度(Tg)随着POSS-OH16含量的升高而增大,例如33.33wt%的POSS-OH16可使PVA纤维膜的Tg由72.6℃增至114.3℃。3.利用溶液共混静电纺丝的方法分别制备了PMMA/POSS-OH16、 PMMA/OVPOSS和PMMA/MIPOSS(七异丁基单甲基丙烯酸酯基POSS)杂化电纺纤维。当POSS-OH16含量较低时,POSS-OH16在PMMA基体中均匀分散,不能结晶；相同含量值时,OVPOSS和MIPOSS在PMMA基体中分散性较差,杂化纤维中仍有晶体结构。PMMA/POSS-OH16杂化纤维的形态结构为表面光滑的无珠粒纤维；OVPOS会在PMMA会在状结构；MIPOSS杂化纤维无明显相分离,但纤维表面凹凸不光滑。结构与形貌对比发现POSS-OH16与PMMA具有较好的相容性。POSS-OH16能够明显提高PMMA电纺纤维的热稳定性,而OVPOSS对纤维热性能的影响不大。