基于全氟烷基化POSS填料的氟化聚合物复合材料制备及其低折射率调控研究

来自日本的研究人员通过将具有全氟烷基侧链的多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)填料与PVDF-HFP氟化聚合物复合，成功制备出低折射率复合材料。研究发现，随着F7 POSS含量增加，复合薄膜折射率(n)从1.424降至1.379，归因于填料特有的树枝状结构形成的低堆积系数(kp,2 =0.430–0.513)。该研究为光学器件用氟聚合物折射率调控提供了新策略。

　　

这项突破性研究展示了如何通过分子工程手段巧妙调控光学材料性能。科研团队设计出具有全氟烷基侧链的多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)纳米填料，将其与聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)基体复合。令人振奋的是，这种含氟树枝状填料(F₇
POSS)不仅与基体完美相容，其独特的笼状结构更在材料内部构建出纳米级空隙，使堆积系数(k_p
)显著降低至0.430–0.513。通过洛伦兹-洛伦茨方程定量分析发现，复合材料的折射率(n)随填料含量增加呈现规律性下降，最低可达1.379，较纯聚合物(n=1.424)实现显著优化。更难得的是，所有复合材料均保持优异的热稳定性，为新一代光学涂层和柔性显示器件开发奠定了重要基础。