纳米材料在杂化聚氨酯中的效应
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言随着科技的不断进步，材料科学领域中的仿生超疏水材料成为了研究的热点。
超疏水材料以其独特的表面特性，如高疏水性、自清洁性以及低粘附性等，在众多领域如建筑、汽车、纺织、电子等均具有广泛的应用前景。
本文将重点探讨仿生超疏水纳米材料与聚氨酯涂层的结合，以期望开发出一种具有高性能的超疏水涂层材料。
二、仿生超疏水纳米材料的制备与性质仿生超疏水纳米材料是通过模仿自然界中生物的特殊表面结构而制备的。
其表面结构具有微纳米级的粗糙度，同时具有低表面能物质，从而实现了超疏水的特性。
制备方法主要包括物理气相沉积、化学气相沉积、溶胶凝胶法等。
这些方法可以制备出具有不同形貌和尺寸的纳米结构，从而对涂层的性能产生影响。
仿生超疏水纳米材料的主要特点是高疏水性、低粘附性、自清洁性等。
其中，高疏水性使得水滴在材料表面难以附着，而低粘附性则使得附着在表面的污渍和颗粒易于被去除。
此外，自清洁性使得材料表面不易被污染，提高了其使用寿命和稳定性。
三、聚氨酯涂层的改性与应用聚氨酯是一种常用的高分子材料，具有良好的成膜性、耐磨性、柔韧性等特性。
为了使聚氨酯涂层具有超疏水性能，需要对涂层进行改性。
将仿生超疏水纳米材料与聚氨酯涂层相结合，可以在保持聚氨酯原有性能的基础上，进一步提高其超疏水性能。
改性后的聚氨酯涂层在建筑、汽车、纺织等领域具有广泛的应用前景。
在建筑领域，它可以用于外墙涂料、屋顶涂料等，提高建筑物的自清洁性能和耐候性能；在汽车领域，它可以用于汽车漆面涂料，提高汽车的外观质量和耐腐蚀性能；在纺织领域，它可以用于制作防水透气的纺织品，提高纺织品的舒适性和耐用性。
四、仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备与性能研究制备仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的关键在于合理的设计和制备过程。
首先，通过适当的物理或化学方法将仿生超疏水纳米材料与聚氨酯基体复合；其次，通过控制涂层的厚度、粗糙度等因素，实现涂层的超疏水性能；最后，对涂层的性能进行测试和评估。
纳米ZnO对丙烯酸聚氨酯的性能影响
改 善 涂料 的 防腐 和抗 紫外 线 性 能 一直 是 人 们 努 力研 究 的方 向 ， 树 脂 中很 难 筛 选 出 具 有 防腐 从
氰 酸酯 （ Ｉ分 析 纯 ） 纳 米 Ｚ Ｏ（ 析 纯 ） 环 己 ＭＤ ， ； ｎ 分 ； 酮 （ 析纯 ） 丙 酮 （ 析 纯 ） 乙 醇 （ 析 纯 ） 蒸 分 ； 分 ； 分 ； 馏水 （ 自制 ） ． Ｋ Ｑ一１０ Ｅ型数 控 超 声 波 清 洗 器 （ 山超 声 ０Ｄ 昆 仪 器有 限公 司） Ｅ ； Ｇ—Ｇ Ａ Ｃ Ｍ ８ 交 流 阻抗 测 Ｐ Ｒ ２ ３型
第２ ４卷第 ６期
２１ ０ ０年 １ ２月
江 苏科技 大 学学 报 （ 自然科 学 版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｇｕＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈｏｏｙ Ｎ ｔｒ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ Ｊ ｎｓ ｎｖ ｓｙ ｆ ｉｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ（ ａ ａ Ｓｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｅ ｉ Ｓ ｕｌ ｅ ｔｎ
性 和抗 紫 外 线 的 物 质 ， 米 技 术 的 出现 给 人 们 提 纳
供 了新 方 向 ¨ ． 众 多 的 纳 米 填 料 中 ， 米 Ｚ Ｏ Ｊ在 纳 ｎ 以其 独 特 的 抗 紫 外 线 性 能 引 起 人 们 普 遍 的 关 注 ｌ－１ 纳米 Ｚ Ｏ具 有 表 面 与 界 面 、 尺 寸 、 子 ２３． ｎ 小 量
Ｖｏ． ４ Ｎｏ． １２ ６
Ｄｅ ２０１ ｃ． ０
纳 米 Ｚ Ｏ 对 丙 烯 酸 聚 氨 酯 的 性 能 影 响 ｎ
高 延 敏 ，张 海风 ，曹 霞 ，盛 国秋
（ 苏 科 技 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ，江 苏 镇 江 ２２ ０ ） 江 １０ ３
摘
要： 将纳米 Ｚ Ｏ浓缩浆 以不同的浓度添加到丙烯 酸聚氨酯 清漆 中 ， 而制得 改性丙 烯酸 聚氨酯 涂料 ； ｎ 从 通过 Ｓ Ｍ， Ｉ， Ｅ ＥＳ
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展综述了纳米材料改性水性聚氨酯几种常用方法的特点和研究进展，指出了纳米材料改性水性聚氨酯存在的问题。
标签：水性聚氨酯（WPU）；纳米材料；方法；改性1 前言近年来，随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯（WPU）受到越来越多学者的关注。
WPU是以水为分散介质的二元胶态体系，具有不污染环境、VOC（有机挥发物）排放量低、机械性能优良和易改性等优点，使其在胶粘剂、涂料、皮革涂饰、造纸和油墨等行业中得到广泛应用[1～4]。
但在制备WPU过程中由于引入亲水基团（如-OH、-COOH等），因此存在固含量低，耐水性、耐热性和耐老化性差等缺陷，从而限制了其应用范围。
纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特殊性质，为各种材料的改性开辟了崭新的途径。
通过纳米材料改性的WPU，其成膜性、耐水性和耐磨性等性能均得到显著提高[5]。
2 纳米材料改性WPU的方法2.1 共混法共混法即纳米粒子在WPU中直接分散。
首先是合成各种形态的纳米粒子，再通过机械混合的方法将纳米粒子加入到WPU中。
但在该方法中，由于纳米粒子颗粒比表面积大，极易团聚。
为防止纳米粒子团聚，科研工作者对纳米材料进行表面改性来提高其分散性，改善聚合物表面结构以提高其相容性。
李莉[6]等利用接枝改性后的纳米SiO2和TiO2与WPU共混，制备了纳米材料改性水性WPU乳液。
研究发现，纳米粒子在乳液中分散均匀，无团聚现象；改性后的WPU乳液力学性能比未改性前得到改善和提高；当纳米粒子添加量为0.5%时，WPU乳液的力学性能最佳，吸水性降低了70%，添加的纳米粒子对波长290～400 nm的紫外光有吸收。
李文倩[7]等采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO2溶胶进行表面改性，然后将其与WPU共混制备出了WPU/SiO2复合乳液，考查了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。
结果表明，当纳米SiO2/KH560物质的量比为6：1时，改性后的纳米SiO2溶胶的粒径最小且分布较均一。
纳米SiO2的表面改性及其在聚氨酯弹性体中的应用
纳米SiO2的表面改性及其在聚氨酯弹性体中的应用*张 颖1,侯文生1,魏丽乔1,刘少兵2,许并社1(1.太原理工大学材料科学与工程学院,山西太原030024;2.太原理工大学化学工程与技术学院,山西太原030024)摘 要: 用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对表面包覆Al(OH)3的纳米SiO2进行了改性处理。
通过IR、自动电位粒度仪和FESEM等测试手段对表面处理前后纳米SiO2的表面结构、界面电性能和分散状况进行了分析表征。
考查了处理前后纳米SiO2与聚氨酯弹性体(PUE)的相容性及其对PU E材料力学性能的影响。
结果表明,经SDBS对表面包覆A l(OH)3的纳米SiO2粉体进行改性后,纳米SiO2粉体的团聚现象减少,分散性提高,单个纳米SiO2颗粒的平均粒径约为30nm;经表面处理后的纳米SiO2粉体与有机基体PU E的相容性增强,并对PUE材料的力学性能有了较大的改善,能同时达到增强增韧的效果。
关键词: 纳米SiO2;表面包覆;有机改性;相容性中图分类号: O613文献标识码:A 文章编号:1001 9731(2006)08 1286 031 引 言纳米SiO2颗粒的无机刚性及高比表面积的特点可使其作为增强材料来提高复合材料的力学性能。
然而,由于纳米SiO2粉体与基体材料的表面性质不同,直接填充往往会导致复合材料力学性能的降低。
因此,在填充前首先必须对其进行表面改性。
为了提高改性效果许多科研工作者对改性所用试剂、改性方法和工艺等进行了大量的研究[1~5]。
在试剂的选择上,由于纳米SiO2粉体等电点pH(2~3)较低,大多集中在使用阳离子表面活性剂对纳米SiO2粉体进行表面改性的研究上,使用阴离子表面活性剂对纳米SiO2进行表面改性的研究未见报道。
而阳离子表面活性剂价格昂贵,且有毒性。
因此,为了避免使用阳离子表面活性剂对纳米SiO2粉体进行改性,本文先采用Al (OH)3对其进行表面包覆,改变SiO2粉体等电点pH 后,再通过静电吸附作用,实现了用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对纳米SiO2进行有机改性的目的;并将处理前后的纳米SiO2粉体添加到聚氨酯弹性体(PU E)中,探讨了处理前后纳米SiO2粉体与PUE的相容性及其对PU E材料力学性能的影响。
纳米粉体材料改性水性聚氨酯的研究进展
广 泛应 用 于涂 料 、 粘 剂 、 物涂 胶 织
收 稿 日期 ：０ １ ７ ３ ２ １ ０ —１ 通 讯联 系 人
产值的 １％。 ０ 这不仅是因为涂料工
业投 资小 、 效快 、 济效益 高 ， 见 经 更
一
应、 量子尺寸效应等 ， 拥有一系列 新颖的物理和化学特性 ， 在众多领 域特别是在光 、 磁 、 电、 催化等方面
条新 途径 。
近年来 ， 其在化＿领域得到了 Ｔ
一
定的应用 ， 其中包括在涂料工业 中的应用 。据统计 ， 在发达 的工业 国家内， 涂料产值约 占化学工业年
２水性聚氨酯发展状况
声、 、 磁、 、 光 电、 热 力等特性均会 出
现质变 。 由于颗粒 尺寸变小所 引起 的宏 观 物理 性 质 的变 化 成 为小 尺
寸效应 。
族聚氨酯综合性能差 ， 芳香族聚氨 酯 易黄变 ， 了提 高水性 聚氨酯 这 为
些 方面 的性 能 ， 对水性 聚氨 酯 人们 采 取 了很多 的改性措施 。
Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｎ ｏ ｅ ； ｔ ｒ ｏ ｎ ｏ ｙ ｒ ｔ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｓｔ； ｄ ｆ ａ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｏｐ ｗｄ ｒ ｗａｅ ｂ ｒ ｅ ｐ ｌｕ ｅ ｈ ｎ ； ｏ ｏ ｉ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｅ ｉ ｏ
１ 引言
纳 米材 料 是处 在 原 子簇 和宏 观 物体 交 界过 渡 区 的一 种 典 型 系 统 ，其结 构既不 同于体 块材料 ， 也 不 同于 单个 的原 子 ， 特殊 的结 构 其 层次 使 它具 有 表 面效 应 、体积 效
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》篇一仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言仿生超疏水材料在许多领域中都受到了广泛的关注，从工程表面涂层到生物学研究，这种材料的特性都是十分宝贵的。
它们因其具有极高的表面疏水性、自清洁性以及良好的抗污性等特性，在许多领域中都有着广泛的应用前景。
近年来，随着纳米技术的不断发展，将纳米材料与聚氨酯（PU）结合，形成超疏水涂层的研究也日益增多。
本文将就仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的研究进行探讨。
二、背景介绍仿生超疏水材料是通过模仿自然界中生物表面的微纳结构，以及这些结构对水珠的特殊反应来设计的。
这种材料具有非常低的表面能，使得水珠在其表面形成几乎完美的球形，从而产生超疏水效应。
而纳米技术的引入，使得我们可以在更小的尺度上对材料进行设计和优化，从而进一步提高其性能。
三、研究方法在研究过程中，我们首先选取了合适的纳米材料（如纳米二氧化硅、纳米二氧化钛等）与聚氨酯进行混合。
然后通过特殊的工艺手段（如溶胶-凝胶法、喷涂法等）将混合物制备成涂层。
通过调整纳米材料的种类、尺寸以及浓度等参数，我们可以对涂层的性能进行优化。
此外，我们还利用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等工具对涂层的微观结构进行了观察和分析。
四、实验结果与讨论1. 表面形态分析通过SEM和AFM的观测，我们发现纳米材料的引入使得聚氨酯涂层表面出现了大量的微纳结构。
这些结构能够有效地增加涂层的表面积，从而提高其疏水性能。
此外，这些微纳结构还能够有效地捕捉空气，形成一层空气垫，进一步增强涂层的疏水性能。
2. 疏水性能分析通过接触角测量仪的测量，我们发现经过优化的涂层具有极高的接触角和极低的滚动角。
这意味着水珠在其表面几乎无法停留，从而表现出优异的自清洁性和抗污性。
此外，这种超疏水性能在长时间的实验条件下表现稳定，表明了涂层具有较高的耐久性和稳定性。
3. 性能优化与比较通过调整纳米材料的种类、尺寸以及浓度等参数，我们发现当使用特定类型的纳米材料（如纳米二氧化硅）和适当的浓度时，可以获得最佳的疏水性能。
聚氨酯 水凝胶 纳米
聚氨酯水凝胶纳米
聚氨酯是一种由聚氨酯骨架构成的聚合物材料，具有耐磨、抗压强度高、耐温、耐腐蚀等特点，常用于制作人造皮革、胶粘剂、涂料等。
水凝胶是一种具有大量水分分布在其三维网状结构中的物质，具有高水含量、柔软弹性、透明度好、生物相容性强等特点，广泛应用于生物医学、药物传递、仿生材料等领域。
纳米是一种尺寸小于100纳米的物质或结构，具有大比表面积、尺寸效应、界面效应等特点，常用于制备纳米材料、纳米粒子、纳米薄膜等，广泛应用于材料科学、生物医学、电子学等领域。
在聚氨酯和水凝胶中引入纳米材料可以改善材料的性能，如增强力学性能、调控吸附性能、改善生物相容性等。
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》范文
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》篇一仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言随着科技的不断进步，人类对于自然界的生物和它们特有性能的研究愈加深入。
超疏水性能，这一自然界中如荷叶表面、蝴蝶翅膀等存在的现象，引发了科学家们强烈的兴趣和关注。
仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的研究，正是基于这一自然现象的探索与利用，旨在为人类生活带来更多的便利和可能性。
本文将详细探讨仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备方法、性能以及潜在应用领域。
二、背景及意义超疏水性能指的是材料表面具有极高的水接触角和极低的粘附性，这种特性在防水、防污、防腐蚀等方面具有广泛应用。
通过模仿自然界中具有超疏水性能的生物表面，人们可以开发出新型的仿生超疏水材料。
这类材料在汽车、建筑、纺织、医疗等领域具有巨大的应用潜力。
例如，在汽车领域，仿生超疏水涂层可以有效地防止车身积水和积污，提高汽车的使用寿命和安全性；在建筑领域，这类涂层可以用于制作自清洁的建筑外墙和窗户等。
因此，对仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
三、制备方法仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备主要包括以下几个步骤：首先，制备纳米级的超疏水材料；其次，将这种材料与聚氨酯进行复合；最后，通过特定的工艺将复合材料涂覆在基材表面。
在制备过程中，需要严格控制材料的粒径、分布以及涂层的厚度等参数，以保证涂层的超疏水性能和稳定性。
四、性能研究仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层具有优异的超疏水性能和稳定性。
通过对其表面微观结构的研究发现，纳米级的超疏水材料能够在涂层表面形成一种特殊的微纳结构，使得水滴在涂层表面形成球形，不易扩散和附着。
此外，该涂层还具有良好的耐磨损性、耐化学腐蚀性和热稳定性等优点。
这些优良的性能使得仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层在各种环境下都能保持稳定的超疏水性能。
五、应用领域1. 汽车领域：仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层可以用于汽车车身、挡风玻璃等部件的表面涂装，以提高汽车的防水、防污和防腐蚀性能，延长汽车的使用寿命。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
纳米材料在杂化聚氨酯中的效应收稿日期：2013-06-20近年UV固化水性聚氨酯（WPU）或聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）纳米复合材料的特性受到众多研究者的关注，并进行了多项研究。
采用的纳米材料包括SiO2、Al2O3、TiO2、ZnO、POSS、碳纳米管、碳纳米纤维等。
重点综述了WPU 和WPUA低聚物（预聚物）的制备、纳米材料的改性处理、WPU/纳米颗粒和WPUA/纳米颗粒杂化复合材料的制备以及所得制品的表征、性能等。
标签：水性聚氨酯（WPU）；水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）；纳米材料；杂化纳米复合材料；制备；性能1 前言聚氨酯（PU）因具有优异的性能而发展较快。
据中国聚氨酯工业协会统计[1]，近年我国PU CASE（涂料、胶粘剂、密封剂和弹性体）生产状况如表1所示。
但现阶段大多数PU涂料和胶粘剂均属溶剂型，污染环境，有损健康。
PU水分散体（WPU）以水为介质，污染性比溶剂型低得多，被誉为环境友好型制品。
自上世纪70年代已成为重要工业品。
2010年全球消费量约37.5万t，我国已突破11.8万t[2]。
WPU胶膜具有优良弹性和韧性，但WPU对基体的润湿性较差，为完全固化需严格控制环境温度和湿度；粘接强度和刚度，耐水、耐溶剂和耐化学品性，热稳定性和力学性能等方面均逊于大多溶剂型产品。
因此，其应用领域受到一定限制。
科学家们曾采用多种方法进行改善，如以杂化分散体、可交联分散体和纳米复合材料分散体来增强WPU性能。
其中，向WPU中掺入纳米级无机填料形成复合材料结构膜，已成为有效改性途径之一。
2 有机-无机杂化材料近10多年，有机-无机杂化WPU技术已广受关注。
因纳米颗粒可强化WPU 材料，能改善纳米复合物的力学性能及耐磨、耐溶剂、耐化学品、耐UV和热稳定性等性能。
这些材料还表现出低光学传导损失以及与不同表面的良好相容性[3～6]。
最常用的纳米材料包括Al2O3、SiO2、TiO2、ZnO、CaCO3、多面体低聚（笼型）倍半硅氧烷（POSS）、粘土、蒙脱土（MMT）以及碳纳米管（CNT）、纳米纤维结晶体等[3～6]。
其中SiO2纳米颗粒具有诸如高硬度、相对低折射率、易采购等优点，可将纳米SiO2制成水中或有机溶剂中的溶胶分散体。
加之SiO2表面具有硅醇基团，可与PU硬段或软段中基团相互反应，易在PU基体中分散。
与WPU相比，丙烯酸聚合物乳液（PAc）具有突出的耐候、耐水、耐碱和耐溶剂性能。
将2者共聚制得WPU/PAc（WPUA），可优势互补，被称为第3代WPU。
近年以杂化纳米无机物为芯，以WPUA为壳，改性效果更好，可全面增强其力学性能与光学性能[6]。
2.1 有机-无机杂化材料的制备2.1.1 PU-SiO2纳米复合材料制备以往大部分PU/SiO2纳米复合材料是在溶剂中制备，以混合多元醇与SiO2溶胶先行反应，继而与二异氰酸酯反应。
较少报道物理混合法或在原位以WPU/SiO2制备纳米复合材料的方法[5]。
混合法是将WPU与水性SiO2溶胶物理掺混，但WPU与高含量纳米SiO2颗粒很难互混均匀。
当采用原位法时，气相法SiO2能在PU预聚物合成过程中掺入或在溶胶-凝胶过程中掺入。
溶胶-凝胶法（Sol-gel process）是在较低温度下将无机化合物掺入有机聚合物中的一种简易而性价比高的方法。
该法的优点是可制备高纯度、高均匀性材料，降低反应温度，易于加工，设备简单等[7]。
为了改善有机和无机相间的相容性，须在2相间建立化学键，硅烷类偶联剂可起此作用[6]。
近年，UV固化WPUA（UV-WPUA）涂料已广被人们关注和研究，其优点是多功能性、环境友好、力学性能、耐磨性、柔韧性、耐化学品和耐溶剂性好，且有一定的透明度和光泽度。
典型的PUA是嵌段PU低聚物末端与羟基丙烯酸乙酯（HEA）或羟乙基甲基丙烯酸酯（HEMA）连接而得。
硬段由异氰酸酯和HEA或HEMA组成，软段通常包含聚酯或聚醚多元醇。
软段与硬段间的不相容性导致2相分离，它可部分被氨基甲酸酯NH和聚醚（-O-）或聚酯羰基间的氢键所阻止。
微相分离程度极大地影响固化膜性能，如硬度、柔韧性和磨蚀性等。
进一步改进涂料性能的途径之一也是如前所述向有机聚合物基体中加入无机颗粒，形成杂化材料。
该有机-无机杂化材料可在大分子/微小分子尺度，甚至分子水平，在温和条件下制成。
UV固化杂化复合体涂料配方中含有一个或更多光敏有机基团，通常是不饱和C=C键，能在UV射线下聚合。
有机低聚物可与侧官能团反应形成次网状物。
在室温下无机部分的水解和缩合以及有机部分的光聚合，形成玻璃质材料。
PU-SiO2纳米复合材料制备过程中，当非连续相颗粒物持久地均匀分散于液相介质中时，此分散液将是稳定的。
当液滴通过扩散相聚成一较大液滴时，导致总表面积降低，或形成颗粒聚集（凝聚），而并非产生新颗粒，则此分散液将不稳定。
因此，提高分散液的稳定性是关键。
研究表明，适当调整合成温度、搅拌速率、加料顺序、pH值、剪切历程等工艺参数，均可改变胶体和聚合物的性能。
将纳米结构无机群簇掺入聚合物基体，形成特殊的有机/无机杂化物，即融合填料与聚合物的化学特性。
POSS属于特种功能性纳米级填料，它含有承载一个或多个官能团的笼式八角体（RSiO1.5）n[8]，可赋予聚合物键收缩控制和增强功能。
POSS杂化聚合物可大幅增强材料的热力学性能，抵御特殊环境如原子氧和火焰，同时改善材料的气体渗透性、光学透明度、强度和操作性能等。
POSS可通过2种途径掺入PU基体：机械熔融混合或者一个或多个官能团进入POSS化学结构角起化学官能团作用，形成共价键。
后法对改善热稳定性和力学性能更有效。
Samy等[8]综述了PU和POSS/PU纳米复合体分散液的合成、特性、结构和动力学以及形态性能。
第1例是3-（2-氨基乙氨基）丙基-七异丁基-POSS，第2例是2，3丙二醇丙氧基-七异丁基-POSS。
均用丙酮法制得PU/POSS杂化分散液。
首先，将二胺-POSS（或二醇-POSS）、异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸（DMPA）和多异氰酸酯反应，制得低聚物，继而用1，4-丁二醇（BDO）扩链，得PU-聚脲/POSS共聚物。
用三乙胺（TEA）中和后，将生成物分散于去离子水中，脱除溶剂，得固含量32%的分散液。
2类POSS均可制得稳定分散液，其粒径呈单一型，在室温下能保存半年以上。
说明POSS单体的掺入并不影响分散液的特性。
当POSS含量增加时，失去结晶区域，硬段Tg提高，足以证明POSS大分子掺入了PU的硬段，同时涂膜的贮能模量、拉伸强度、黏度等均有提高。
当POSS质量分数增至10%时，PU/POSS膜呈透明状，熔融态的黏弹数据确认微相分离转变的存在。
二胺-POSS掺入到硬段中后，改善了混容性，与纯PU膜相比，纳米结构形态较优，结构均一性增强。
此类杂化物目前研究尚少。
Wu等[6]采用GLYMO作偶联剂，它提供2个不同活性官能团，即有机官能团环氧基和无机烷氧基硅烷Si（OCH3）3 基，能通过有机官能团环氧基与有机PUA中基团形成有机网络，通过无机烷氧基硅烷基团与水解的四乙氧基硅烷（TEOS）缩合形成无机SiO2网络（见下列反应式）。
Wu等由聚酯多元醇（GE-210）、IPDI、DMPA先制得端异氰酸酯PU低聚物，继而与HEMA生成具有亚乙基链段的低聚物。
用TEA中和后，将低聚物与单体丙烯酸丁酯（BA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）混合物分散于去离子水中，加入偶氮二异丁腈（AIBN），通过乙烯基单体共聚制得WPUA分散液。
通过溶胶-凝胶法合成出WPUA/SiO2杂化物分散液。
经偶联剂GLYMO与WPUA反应得均匀有机溶液，将TEOS混合物在盐酸和乙醇水溶液中水解得均匀无机溶液，2者进行反应。
采用GL YMO/TEOS不同比例，制得一系列WPUA/SiO2杂化物。
当TEOS质量分数高于3%时，杂化乳液呈不稳定态。
测试结果表明，上述WPUA/SiO2分散液互穿聚合物网络结构较紧密，在室温下可稳定贮存7个月。
扫描电子显微镜（SEM）、透射显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）显示，杂化物形态均匀，说明无机/有机2相相容性得到改善。
与WPUA分散液相比，杂化物粒径从64.7 nm增大至110.9 nm。
随GLYMO与TEOS之比增大，耐热性和力学性能大幅提高，归因于有机/无机相间化学网络的形成。
光学透明度并不随SiO2组分的增加而直线下降，而在丙烯酸酯单体存在下随TEOS含量增加而改善。
其膜的透明性可通过改变SiO2质量分数调节。
Qiu等[3]先用IPDI与聚醚多元醇（NJ-220）反应制得端异氰酸酯PU低聚物，继而与DMPA反应引入羧基。
加入HEMA进行反应，且以TEA中和后，将反应物分散于水中，制得UV-WPUA低聚物。
采用溶胶-凝胶法制备UV-WPUA/SiO2杂化材料低聚物。
用GLYMO偶联剂与UV-WPUA低聚物反应，制得均匀的有机溶液。
再用蒸馏水、盐酸、乙醇进行TEOS水解反应，得四羟基硅烷均匀无机溶液。
最后使无机/有机溶液相互反应。
GL YMO是最通用的偶联剂之一，它通过三烷氧基硅烷的水解和缩合，与环氧基团聚合。
GL YMO中的环氧基团与有机溶液中的DMPA和HEMA的-OH反应，同时其烷氧基可与无机溶液中已水解TEOS 官能团反应。
这样，GLYMO分别与有机WPUA以及无机SiO2间形成网络，制得性能良好的UV固化WPUA/SiO2杂化低聚物。
产品黏度是UV固化体系的重要参数，它影响操作性能和固化膜光聚合速率。
因UV-WPUA/SiO2杂化低聚物通过GLYMO改善了有机/无机组分间的混容性，具有良好分布性和UV射线的较低散射性。
杂化物的黏度普遍低于UV-WPUA。
随TEOS含量的增大，黏度逐渐提高。
由DMPA作内乳化剂，GL YMO 作偶联剂，制得的UV-WPUA/SiO2低聚物的稳定性较高。
杂化低聚物的粒径随TEOS含量的增加而增大（47.2～113.2 nm），主要是因掺入了SiO2纳米颗粒。
GLYMO分子中的环氧基与DMPA和HEMA反应，在稳定UV-WPUA的同时会引起某些颗粒的凝聚，而提高颗粒总粒径。
此外，含有NJ220软段的PU链有可能吸附、包覆SiO2，使粒径增大。
随着粒径增大，乳液外观由半透明转化为不透明。
杂化低聚物乳液的多分散性与UV-WPUA差别甚小。
杂化涂料膜的表面干燥时间长于不含SiO2者，且随TEOS含量的增加更甚。
其缘由是杂化物的交联密度高，纳米SiO2多孔结构增多后，孔中的氧含量高，阻碍UV固化。
UV-WPUA/SiO2杂化材料的硬度略高于无SiO2者，是因为SiO2表面的羟基和GLYMO的水解引起的缩聚，而增加硬度。
当SiO2含量提高时，聚合物互穿网络结构较密实，材料硬度提高。