疏水耐油氟硅橡胶的制备及性能

以1,3,5-三氟丙基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷为原料,四甲基二乙烯基二硅氧烷为封端剂,自制催化剂,制得性能优异的氟硅橡胶,以此生胶为基胶,制得氟硅混炼橡胶,讨论了合成氟硅橡胶的最佳工艺,分析了氟硅橡胶的疏水性、耐油性和力学性能。结果表明:氟硅橡胶生胶合成最佳反应温度110℃,反应时间60min,氟硅橡胶涂覆于玻璃表面对水的静态接触角可以达到137.49°,疏水效果良好,氟硅混炼橡胶具有很好的耐热稳定性、耐油性和优异的力学性能。     

1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3′,3′,3′-三氟丙基)环三硅氧烷的阴离子开环(共)聚合研究进展

1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3′,3′,3′-三氟丙基)环三硅氧烷(F3)的阴离子开环聚合可以合成优越耐油耐溶剂性能的聚甲基三氟丙基硅氧烷(PMTFPS),但在开环聚合过程中“反咬”与再分布副反应严重,要得到高分子量、高产率的氟硅聚合物材料,必须严格控制聚合反应条件。文中总结了本体、溶液、细乳液中F3的阴离子开环聚合影响因素、机理与动力学,以及F3与其它单体共聚合反应等方面的研究进展。     

聚甲基三氟丙基硅氧烷合成的研究进展

聚甲基三氟丙基硅氧烷(PMTFPS)可通过1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3′,3′,3′-三氟丙基)环三硅氧烷(D3F)的阴离子开环聚合制备。归纳总结了PMTFPS合成方法的最新研究进展,主要从聚合机理、工艺条件的研究进行了总结与分析;并对合成方法目前存在的问题和发展方向进行了展望。     

乙烯基封端氟硅共聚物的制备及其橡胶性能的研究

合成了不同氟硅含量的乙烯基封端三氟丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物,并以此为主体材料制备了氟硅混炼橡胶,研究了其力学、耐油以及低温等各种性能.实验结果表明,该类橡胶有较好的耐油性能和优异的低温性能.而且随着聚合物主链中氟硅氧烷链节的增加,橡胶的耐油性能随之提高;同时,DMTA数据表明,随着聚合物主链中二甲基硅氧烷链节的增加,橡胶低温性能随之提高.这一系列氟硅橡胶的研究为制备在不同环境下使用的硅橡胶材料提供了参考依据.     

环状分子交联剂的合成及其改性硅橡胶膜的富氧性能

通过控制2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷(D4H)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)的摩尔比合成了环状分子上含有硅氢原子和三甲氧基硅基的交联剂,并用IR进行了表征.以乙烯基摩尔分数为10%的硅橡胶和上述交联剂为基质材料,以氯铂酸为催化剂,经溶液浇铸和通过双重交联反应──乙烯基与硅氢的加成反应和三甲氧基硅基的水解、缩合反应制备了改性硅橡胶气体分离膜.气体渗透的测试结果表明,该膜具有良好的富氧性能,例如,在20℃和0.05 MPa压差下,PO2为595 Barrer,αO2/N2高达2.89.改性硅橡胶膜的成膜过程和交联反应可在室温下同时进行,与其它改性硅橡胶膜相比,不仅改性方法简单,且分离性能明显提高.     

窄分子量分布的α-乙烯基聚(氟)硅氧烷的合成和表征EI北大核心

合成窄分子量分布的α-乙烯基聚(氟)硅氧烷是制备结构可控的侧链为有机(氟)硅氧烷两亲性梳形聚合物的关键。文中以丁基锂为引发剂,进行了D3和F3的活性阴离子开环聚合。通过实验发现在0℃条件下,用两步聚合法,封端时间11.00 h为较优的开环聚合条件。在此条件下制备了不同聚合度的、窄分子量分布的α-乙烯基聚二甲基硅氧烷和α-乙烯基聚[甲基(3′,3′,3′-三氟丙基)]硅氧烷,聚合物分子量分布在1.15以下。     

窄分子量分布的α-乙烯基聚(氟)硅氧烷的合成和表征

合成窄分子量分布的α-乙烯基聚(氟)硅氧烷是制备结构可控的侧链为有机(氟)硅氧烷两亲性梳形聚合物的关键。文中以丁基锂为引发剂,进行了D3和F3的活性阴离子开环聚合。通过实验发现在0℃条件下,用两步聚合法,封端时间11.00 h为较优的开环聚合条件。在此条件下制备了不同聚合度的、窄分子量分布的α-乙烯基聚二甲基硅氧烷和α-乙烯基聚[甲基(3′,3′,3′-三氟丙基)]硅氧烷,聚合物分子量分布在1.15以下。     

稀土固体超强酸催化D4和D_4~H开环共聚合制备二甲基含氢硅油

二甲基含氢硅油是制备二甲基硅橡胶不可缺少的原料,其性能对硅橡胶性能有较大影响。针对二甲基含氢硅油传统制备方法存在的缺点,本文中采用高活性、便于处理、能重复利用、低腐蚀性的稀土固体超强酸SO42-/Ti O2/Ln3+催化八甲基环四硅氧烷(D4)与1,3,5,7-四氢-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(D4H)开环共聚合,制备了二甲基含氢硅油。系统考察了共聚合反应的规律,并探索了所得产物在加成型硅橡胶制备中的应用。结果表明,用SO42-/Ti O2/Nd3+做催化剂,[SO42-]=1.85 mol/L,[Nd3+]=0.05 mol/L时,在80℃聚合60 min,获得的二甲基含氢硅油收率为87.9%,相对分子质量为4.23×104,相对分子质量分布指数为3.07。当单体按照D4H/(D4H+D4)=30%,共聚单体与封端剂摩尔比为178.5∶1时,所得硅橡胶性能最佳。     

便于真空脱泡的高折光率LED封装用硅橡胶的研制

在加成型LED封装材料硫化过程中,需要经真空脱泡.在用甲基苯基环硅氧烷(DMenPh)与四甲基环四硅氧烷DH4开环共聚合,乙烯基双封头作封端剂,制备乙烯基硅油过程中,向原料中添加适量三氟丙基环三硅氧烷,实现了向聚合物分子链中引入三氟丙基硅氧链节,降低了聚合物的表面张力,达到便于真空脱泡的目的.     

端羟基含氟乙烯基聚硅氧烷的合成及应用

室温硫化氟硅橡胶应用甚广，当分子量大时端羟基活性往往难以满足要求。以八甲基环四硅氧烷(D₄)、三氟丙基三甲基环三硅氧烷(D₃F)为聚合单体，四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D₄^Vi)为活性基团引入单体，去离子水为封端剂，四甲基氢氧化铵((Me)₄NOH)为催化剂催化进行阴离子开环共聚，制备高粘度端羟基含氟乙烯基聚硅氧烷。探究了封端剂用量、催化剂用量、硅氧烷链节比等因素对聚合反应的影响。通过核磁、红外测试分析共聚物的分子结构；通过热分析法测试共聚物热分解温度；通过凝胶色谱测试产物的分子量分布。研究结果表明：固定链节比，催化剂用量为总单体用量的0.012%、封端剂用量为0.285%时所得聚合物产率较高。对聚合物进行涂膜测试，结果表明，其涂膜室温固化性好，且具有良好的疏水性。     

一种含氟偶联剂的合成及其在防污闪涂料中的应用

以1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷、六甲基二硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷为主要原料,通过开环聚合反应和硅氢加成反应合成了一种新型含氟偶联剂,通过优化反应条件得到了较佳的合成方法。将这种偶联剂应用到防污闪涂料中能有效的提高涂层的附着力,憎水性及自清洁性。     

硅生胶结构对补强硅橡胶的力学及加工性能的影响

采用动态力学性能测试方法分析硅生胶分子结构对补强硅橡胶力学性能及加工性能的影响,并系统地研究了硅生胶复配体系对补强硅橡胶性能的影响.结果表明:乙烯基封端硅生胶结构规整,玻璃化转变温度Tg低,补强硅橡胶耐低温性好;硅生胶中乙烯基含量高,则补强硅橡胶的力学性能好;硅生胶分子量越高,补强硅橡胶的加工流动性越差;30份甲基封端和70份乙烯基封端的硅生胶复配体系中乙烯基含量为0.15%(质量分数)时,补强性能最佳.     

四甲基氢环四硅氧烷(D_4~H)的合成与表征

研究了以一甲基氢二氯硅烷为原料通过水解缩合的方式合成四甲基氢环四硅氧烷(D4H)的方法。在一甲基氢二氯硅烷∶介质(乙醚∶蒸馏水)反应的体积比为1∶2(1∶1),反应温度为30℃以内,反应时间3~4h的工艺条件下首先制备得到一甲基氢硅二醇,进一步以20%氢氧化钾为催化剂,在130~140℃下减压回流4h,得到最终产物。利用FT-IR1、H-NMR对产物结构进行了表征,结果表明,该物质即为目标产物—四甲基氢环四硅氧烷(D4H)。     

双羟丙基封端含氟硅氧烷的合成反应研究

以三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)和六甲基环三硅氧烷(D3)为原料,1,3-二(3-羟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(BHTS)为封端基,硅烷醇钠为引发剂,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为促进剂,采用阴离子开环聚合的方法制备双羟基含氟聚硅氧烷(PDMFS),采用红外光谱和核磁共振氢谱等方法对产物结构进行了表征和确认,探讨了DMP在D3F和D3共聚合过程中的促进作用,研究了合成反应中催化剂用量、促进剂用量、反应温度以及反应时间对聚合反应产率的影响。结果表明:100℃下聚合,引发剂加入量为500×10~(-6),DMP浓度为0.2mol/L,反应100min,PDMFS的产率,达到88.2%,说明,在此聚合反应条件下链反咬副反应得到很好的抑制。     

含氨基的改性氟硅丙烯酸酯乳液的制备

采用半连续乳液聚合法在丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)共聚物上通过烷氧基水解缩合成功引入了含氟硅单体甲基三氟丙基环三硅氧烷(D3F)及含氨基基团的Γ-氨基三乙氧基硅烷(KH550),得到的改性丙烯酸酯乳液可用于提高织物的疏水性能。通过正交实验得出了最佳反应工艺:反应温度为80℃、氟硅单体量占单体总质量的25%,KH550的量占单体总质量的4%,D3F的量占单体总质量的4%。对所获得乳液进行了红外、透射电镜、粒径和热重等一系列测试,结果表明,乳胶粒粒径分布均匀,大小在125 nm左右,热重表征得出熔融温度(Tmax)480℃,乳液涂覆在棉和真丝上与水的接触角达到了125.8°和120.7°。     

含氨基的改性氟硅丙烯酸酯乳液的制备EI北大核心CSCD

采用半连续乳液聚合法在丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)共聚物上通过烷氧基水解缩合成功引入了含氟硅单体甲基三氟丙基环三硅氧烷(D3F)及含氨基基团的Γ-氨基三乙氧基硅烷(KH550),得到的改性丙烯酸酯乳液可用于提高织物的疏水性能。通过正交实验得出了最佳反应工艺:反应温度为80℃、氟硅单体量占单体总质量的25%,KH550的量占单体总质量的4%,D3F的量占单体总质量的4%。对所获得乳液进行了红外、透射电镜、粒径和热重等一系列测试,结果表明,乳胶粒粒径分布均匀,大小在125 nm左右,热重表征得出熔融温度(Tmax)480℃,乳液涂覆在棉和真丝上与水的接触角达到了125.8°和120.7°。     

四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的合成及性能研究

以羟基封端多乙烯基硅油,四苯基环戊二烯酮,α-氯萘为原料,通过Diels-Alder反应制得了一种具有稠环结构的四苯基苯基多乙烯基硅油。并对四苯基苯基多乙烯基硅油进行了表征;并分别以四苯基苯基多乙烯基硅油、含氢硅油,乙烯基硅油为原料,通过硅氢加成反应室温硫化制备了四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶,并对四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的热性能、拉伸强度、剪切强度的性能进行了测试。结果表明:在四苯基苯基多乙烯基硅油添加量为4%(wt,质量分数)条件下,四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶初始分解温度为449.06℃,拉伸强度为1.42MPa,剪切强度为0.84MPa,热稳定性能和力学性能得到提高。     

室温固化型有机氟硅防污涂膜的制备及性能研究

使用氟硅氧烷交联剂,与基料羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)在二月桂酸二丁基锡的催化下室温交联固化制备了有机氟硅防污涂膜。对该涂膜表面氟含量、表面形貌、与水接触角等表面性能进行了测试,并通过抑藻实验测试了涂膜的防污性能。结果表明:氟硅氧烷交联剂对有机硅涂膜的性能影响效果较为显著,当氟硅氧烷交联剂用量为11.60%时,有机氟硅涂膜表面氟含量达到6.87%,接触角达到140.92°。抑藻性能测试中发现,当氟硅氧烷交联剂用量为11.60%时,与有机硅涂膜相比,有机氟硅涂膜对颗石藻的吸附量减少了86.67%,防污性能得到大幅度提高。     

PMTFPSb-PEO-b-PMTFPS含氟三嵌段共聚物的合成及其溶液性质研究

通过阴离子开环聚合制备了Si-H封端聚[1,3,5-三甲基-1,3,5(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷](PMTFPS)大分子单体,进而与双烯丙基聚氧乙烯醚(PEO)进行硅氢加成反应合成了不同亲水/疏水嵌段比例的PMTFPS-b-PEO-b-PMTFPS三嵌段共聚物。分别利用GPC和1H-NMR等手段表征了嵌段共聚物的结构组成,测定了不同结构嵌段共聚物的平衡表面张力及临界胶束浓度(cmc)。研究表明,当疏水嵌段链长一定时,临界胶束浓度(cmc)值随聚醚嵌段的增长而下降;当聚醚嵌段长度一定时,cmc值不随疏水嵌段长度的变化而变化。     

Vi-POSS衍生物在液体硅橡胶的应用研究

以乙烯基倍半硅氧烷与七甲基氢三硅氧烷(HMHTS)为原料,按照不同的配比,通过硅氢加成反应制备几种乙烯基倍半硅氧烷衍生物,然后将其与加成型液体硅橡胶进行混合固化,并利用1 H-NMR、XRD、UV-Vis和TG等仪器对固化产物的性能进行表征。结果发现:随着Vi-POSS衍生物结构中七甲基三硅氧基的增多,其与液体硅橡胶的相容性会越来越好,透光率可以达到85%以上;当Vi-POSS衍生物结构中保留2或4个乙烯基时,可以将液体硅橡胶的拉伸强度由3.72MPa提高到6.27MPa;同时还可以显著提高液体硅橡胶的热稳定性。