新型无溶剂有机硅耐高温树脂的制备及性能研究

以甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷为原料,在无水乙醇和水组成的混合溶剂中进行水解。经缩聚封端,脱除溶剂,活性稀释剂调整固含量等工艺,最终制得无溶剂甲基苯基耐高温硅树脂溶液。研究了水解温度、单体配比、用水量、乙烯基硅氧烷含量等因素对无溶剂硅树脂合成反应的影响,并得到最佳合成工艺:n(R)/n(Si)=1.3,n(Ph)/n(R)=0.4,水解温度为50℃。采用热失重测试研究了硅树脂的耐热性能。结果表明:无溶剂有机硅耐高温树脂具有优异的耐热性能,当温度达到350℃时热失重仅为2.4%,800℃时仍有73%的硅树脂残留分率。     

新型加成型有机硅树脂的合成

采用对羟基苯基马来酰亚胺与氯硅烷反应合成马来酰亚胺基氯硅烷单体,然后与苯基三氯硅烷,二苯基二氯硅烷经水解,缩合反应合成苯基马来酰亚胺基有机硅树脂,并对合成的硅树脂进行表征,探讨了不同条件对合成的影响。合成硅树脂的红外图谱表明含有马来酰亚胺基。TG分析合成硅树脂的失重初始温度高于360℃,耐热性能优异。     

甲基苯基硅树脂及其复合材料的性能研究

以甲基和苯基氯硅烷为单体,采用水解缩聚的方法合成有机硅树脂.对有机硅树脂的凝胶特性及黏度特征等物理性能进行了研究,结果表明甲基苯基硅树脂可以用作复合材料基体树脂使用.通过热失重法、热失重微分曲线法及恒温热失重法对硅树脂的热性能进行研究,发现甲基苯基硅树脂具有优异的耐热性能.对以甲基苯基硅树脂为基体,制备的玻璃纤维复合材料进行弯曲强度测试和层间剪切强度测试,结果表明,玻璃纤维/甲基苯基硅树脂复合材料具有较好的力学性能.     

含环氧基团的有机硅封装树脂的合成及性能研究

以γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、二苯基硅二醇和乙烯基三甲氧基硅烷为原料在一水合氢氧化钡催化作用下制备了一种含环氧基团的苯基有机硅树脂,并对所制备的有机硅树脂进行了红外和核磁表征。结果显示成功制备了有机硅基础胶。将环氧基苯基硅树脂与苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷(PTDMSS)按乙烯基与硅氢键物质的量比1∶1混合,在铂催化剂的作用下对有机硅树脂进行了固化,并且研究了其固化物的耐热性能。     

十六烷基三甲氧基硅烷

江西省科学院的董晓娜等人以甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷为原料，在适量的无水乙醇和水组成的混合溶剂中，通过共水解、缩聚的方法合成了无溶剂加成型有机硅耐高温树脂，     

室温固化弹性体硅树脂的研制

以多种甲基和苯基有机硅单体为原料,采用水解缩聚的方法合成了有机硅树脂,研究了水用量、水解温度及固化体系对树脂性能的影响。结果表明,由该工艺合成的弹性体树脂加入烯丙基三乙氧基硅烷后可室温固化,同时具有较高的强度、较好的柔韧性、与金属及复合材料基材有较好的结合力及耐高温等优异的综合性能。     

甲基苯基乙烯基硅油的制备与性能

以二甲基乙烯基乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和八甲基环四硅氧烷为原料,通过水解缩合反应制备了甲基苯基乙烯基硅油。考察了二甲基乙烯基乙氧基硅烷质量分数、缩合反应温度和缩合反应时间对产物性能的影响。并通过优化实验条件,合成了黏度5 600~6 700 m Pa·s、折射率1.545~1.555的甲基苯基乙烯基硅油,可用于LED有机硅封装材料。     

可光固化高折射率液态MDT硅树脂的制备及其固化性能研究

以γ-巯丙基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷及六甲基二硅氧烷为原料,浓盐酸为催化剂,采用水解缩聚法,制得高折射率巯基MDT(S-MDT)硅树脂。将S-MDT硅树脂、苯基乙烯基硅油和2-羟基-2-甲基苯基丙酮于暗处搅拌均匀,经紫外光固化制得固化物。研究了催化剂用量、水解温度及时间、缩聚温度及时间、苯基质量分数对S-MDT硅树脂性能的影响,并采用红外光谱、核磁共振波谱、凝胶渗透色谱分析了产物结构与摩尔质量分布,还研究了S-MDT硅树脂的固化动力学及其固化物的力学性能、热稳定性和透光率。结果表明,较佳合成工艺为:催化剂用量2. 00%、水解温度80℃、水解时间3 h、缩聚温度120℃、缩聚时间3 h、苯基质量分数16. 23%、有机取代基与硅原子的量之比1. 88。此条件下,S-MDT硅树脂为透明黏稠物,黏度为3 890 m Pa·s、摩尔质量分布系数为1. 11、折射率为1. 5685。此外,当S-MDT硅树脂中巯基与苯基乙烯基硅油中乙烯基的量之比为2/1时,体系双键转化率为93%,固化物的拉伸强度为2. 96 MPa、拉断伸长率为160%、交联密度为2. 06×10-3mol/cm3、最大热分解速率温度为448. 54℃、可见光透光率高于91%。     

甲基乙烯基硅树脂的制备及其应用

以四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正丁醇、HCl水溶液为原料,制得甲基乙烯基硅树脂;并将其作为补强剂,与端乙烯基聚二甲基硅氧烷、侧含氢聚二甲基硅氧烷、甲基丁炔醇、铂乙烯基配合物反应制得加成型有机硅灌封胶。结果表明,当HCl水溶液用量≥55.6 g时,能保证水解缩聚完全;二甲基二乙氧基硅烷的添加,可在制备目标产物时避免凝胶的出现;通过控制二甲基乙烯基乙氧基硅烷的用量,可以制得不同黏度的甲基乙烯基硅树脂。以甲基乙烯基硅树脂为基料制成灌封胶时,当树脂黏度为2 000~3 000 m Pa·s时,制得的灌封胶能满足LED硬灯条的灌封要求。     

有机硅低聚体改性丙烯酸酯树脂的合成

以偶氮二异丁睛(AIBN)为引发剂,选择甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸丁酯等单体共聚,合成丙烯酸酯树脂;选择-苯基三乙氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷为单体进行水解缩聚,合成有机硅树脂低聚体;通过有机硅树脂低聚体与丙烯酸酯树脂的接枝反应,合成有机硅低聚体改性丙烯酸酯树脂,并对影响改性树脂性能的重要因素进行了探讨,找出了合成改性树脂的最优条件。     

有机硅改性环氧树脂的制备及其性能研究

以3种有机氯硅烷单体水解制备有机硅单体,有机硅单体改性了环氧树脂,水解条件为温度35～40℃,时间1～1.5 h,用水量n(H2O)∶n(Cl)=(6～7)∶1。通过红外光谱分析表明,有机硅主要是与环氧树脂中羟基发生化学反应。对环氧树脂改性前后的力学性能、耐热性和防潮性进行测试,结果表明,当n(R)/n(Si)为1.5时,拉伸强度可达23.91 MPa,弯曲强度达到29.24 MPa,冲击强度达到10.02 kJ/m2,50%的质量热损失温度431℃,分别比改性前提高了3.86 MPa,9.49 MPa,6.18 kJ/m2,30℃;同时,改性后树脂防潮性能也得到了提高。     

常温固化环氧改性有机硅耐高温涂料的研制

用环氧树脂E-20和有机硅低聚物（PS）合成了一种环氧树脂改性有机硅树脂,采用红外光谱（IR）、热失重分析（TGA）等方法对产物进行了表征和分析。探讨了有机硅含量对涂料耐热性能的影响,优选了综合性能优良的固化剂和颜填料制得了耐高温涂料,同时对涂膜性能进行了测试。结果表明,当m（E-20）：m（PS）=2：8时,改性有机硅树脂的综合性能得到了明显改善。采用改性芳香胺固化剂,硅烷偶联剂KH550以及适当的颜填料制备的涂料具有良好的耐热防腐性能,可常温固化,能在500℃环境下长期使用。     

本期特约专栏主持人——张斌教授：原位生成SiO2改性硼硅酚醛树脂的合成与性能研究

在合成酚醛树脂的过程中引入有机硅预聚物和硼酸,制得硼硅酚醛树脂,并在此基础上加入正硅酸乙酯,原位水解生成SiO2,进一步改性了硼硅酚醛树脂。分别考查了有机硅预聚物、硼酸和正硅酸乙酯加入量对改性酚醛树脂粘接强度的影响。通过IR考查了改性树脂的结构,硼氧键和硅氧键成功地引入到酚醛树脂中。还通过DSC和不同条件下粘接强度的测试考查了改性树脂的固化性能,确定了其固化工艺。空气气氛中的热重分析则表明改性酚醛树脂初始分解温度为475℃,1000℃残炭率为21％,耐热性明显优于普通酚醛树脂。     

有机硅改性环氧树脂的制备及其性能研究

利用三种乙氧基硅烷单体混合不完全水解合成含乙氧基的有机硅低聚物,使其与环氧树脂反应成功制备出有机硅改性环氧树脂。探讨了不同水解用水量的有机硅对改性树脂固化物冲击强度、弯曲强度和热稳定性的影响。结果表明,当水解用水量为完全水解用水量的0.5倍时,环氧树脂固化物的耐热性和韧性均有明显提高,冲击强度达14.07 kJ/m2,弯曲强度达26.73 MPa,50 %的质量热损失温度达424 ℃;比未改性的纯环氧树脂分别提高了10.23 kJ/m2,6.98 MPa和23 ℃。     

仲氨基笼型倍半硅氧烷改性室温固化环氧树脂的研究

采用直接水解法合成了氨丙基笼型倍半硅氧烷(OapPOSS)。为了改善POSS与环氧树脂的相容性和分散性,在OapPOSS基础上制备了仲氨基笼型倍半硅氧烷(SaPOSS),并将其用于E-51/脂肪胺室温固化环氧树脂改性,研究了SaPOSS对环氧树脂力学性能、玻璃化转变温度、介电性能的影响。结果表明:SaPOSS能显著提高树脂的冲击性能和耐热性,降低介电常数和介电损耗。当SaPOSS加入量为3%时,环氧树脂的冲击强度从原来的20.5kJ/m2,提高到了29.7kJ/m2,玻璃化转变温度从113℃提高到117℃,扫描电镜的观测结果与力学性能的变化趋势相一致。当SaPOSS加入量为5%时,介电损耗从原来的0.035降到了0.024,介电常数也有大幅下降。     

多乙氧基POSS的合成及在RTV硅橡胶中的应用

以乙烯基三甲氧基硅烷为原料,制备了八乙烯基笼型倍半硅氧烷（OvPOSS）;再与γ-巯丙基三乙氧基硅烷（KH580）进行巯基-烯点击反应,合成八聚（三乙氧基硅丙巯基二亚甲基）笼型倍半硅氧烷（POSS—TEOST）;将POSS—TEOST加入室温硫化（RTV）硅橡胶中,考察了其用量对RTV硅橡胶性能的影响。采用^1H／^13C／^29Si NMR、FT-IR等对POSS—TEOST进行了表征,并研究了POSS—TEOST用量对RTV硅橡胶热性能、力学性能、硬度的影响。结果表明,在OvPOSS与KH580的量之比为1：8时,OvPOSS上8个乙烯基全部与巯基进行了反应;随着POSS—TEOST用量的增加,硅橡胶的热性能大幅度提升,氮气氛围中最大分解温度提高了75℃,在空气氛围中最大分解温度提高了124℃;此外,硅橡胶的拉伸强度和硬度分别提高了78％和55％。     

有机硅压敏胶的合成与性能

以硅橡胶和MQ硅树脂为原料,通过羟基缩合反应制备了有机硅压敏胶。用FT—IR和GPC表征了其结构。讨论了硅橡胶和MO硅树脂的原料配比、硅橡胶的黏度、MQ硅树脂的分子质量等因素对压敏胶力学性能的影响：测定了压敏胶的初粘性、1800剥离强度和持粘性等性能。结果表明,用MQ硅树脂与运动黏度为100×10^-4m^2／s的硅橡胶在质量比为2：3时,可得到具有良好粘接性能的有机硅压敏胶。     

不饱和聚酯酰胺树脂/纳米羟基磷灰石复合材料的制备及性能研究

通过熔融缩聚法合成了一种不饱和聚酯酰胺树脂,并用纳米羟基磷灰石（n-HA）进行增强,研究了其弯曲和降解性能。结果表明,不饱和聚酯酰胺树脂有优良的热稳定性;随n-HA含量增加,复合材料弯曲性能有一定升高,但当n-HA含量超过10 ％时弯曲性能反而降低;在前3个月的降解过程中,高n-HA含量的纳米复合材料更能降低力学性能衰减率及减少质量损失率;纳米复合材料在1.0 mol/L NaOH标准溶液中水解10 d后n-HA含量越高,水解越快。     

有机硅改性环氧树脂及其室温固化的性能研究

采用二苯基硅二醇(DSPD)改性双酚A型环氧树脂(E-51)制备了有机硅改性的环氧树脂,采用硫脲改性聚酰胺650制备了室温快速固化的环氧固化剂。合成产物通过红外进行表征,用盐酸-丙酮法测定改性环氧树脂的环氧值,通过指干时间确定聚酰胺650和改性聚酰胺650与E-51的较优配比。通过差示扫描量热分析法(DSC)和热重分析法(TG)表征改性环氧树脂固化物的耐热性,通过拉伸性能和扫描电镜测试(SEM)表征改性环氧树脂固化物的韧性。实验结果表明,环氧树脂经改性后,其玻璃化温度升高了27℃,与聚酰胺650固化后,固化产物的起始热分解温度明显增加,失重50%的分解温度升高了180℃,固化物的断裂伸长率增加了3.41%,断裂面呈现明显韧性断裂特征。