疏水型气相二氧化硅在高透明液态硅橡胶中的应用研究

以端基乙烯基聚二甲基硅氧烷为基胶，添加聚甲基氢硅氧烷、液态乙烯基硅树脂、疏水型气相二氧化硅、高质量分数含氢硅油、抑制剂及催化剂等主要原料，制备一种高透明液态硅橡胶。探究了气相二氧化硅处理类型、比表值、添加量对高透明液体硅橡胶黏度、透光率、拉伸强度、断裂伸长率、硬度等性能影响。结果表明：以硅氮烷处理的气相二氧化硅HB-630为补强填料添加60%时制备的高透明液体硅橡胶，透光率95%,拉神强度8.18MPa,邵氏硬度56A,综合性能较优。     

MQ树脂增强硅橡胶及其透紫外影响因素分析

利用硅氢加成反应原理在铂金催化剂作用下和高温固化环境中制备了加成型液体硅橡胶,并通过乙烯基MQ树脂对硅橡胶进行强度改性;采用材料蠕变试验机、差示扫描量热仪对硅橡胶力学性能、热学性能进行研究,并对硅橡胶透紫外影响因素进行分析。实验结果表明,乙烯基MQ树脂可在硅橡胶中产生"集中交联"效应,随着乙烯基MQ树脂含量的增加,固化后硅橡胶的拉伸强度随之增加,而紫外透过率从整体上表现出先降低后增加的趋势。当乙烯基MQ树脂质量分数为80%时,高透紫外加成型液体硅橡胶具有良好的综合性能(拉伸强度5.57 MPa,断裂伸长率265.34%,350 nm下的透过率90.5%)。     

MQ硅树脂改性增强特种炸药用胶粘剂的性能研究

采用共混填充法制备了MQ硅树脂增强的粘结炸药用室温硫化硅橡胶(RTV)胶粘剂,测试结果表明:该胶粘剂粘结炸药时,其剪切强度明显提高,由1MPa左右增加到3.2MPa。同时选用扫描电子显微镜(SEM)来表征MQ硅树脂的分散性,结果显示:填充10%左右MQ硅树脂时,其在RTV胶粘剂中分散均匀,补强效果最好。     

功能型LED苯基硅橡胶封装材料的研制及其性能

有机硅是继环氧树脂后成为另一种新型环保封装材料,其中加成型液体硅橡胶(LSR)是硅橡胶中档次较高的一类品种。采用氢化硅烷化法,选用苯基乙烯基硅树脂和苯基含氢硅树脂为主要聚合物,按一定比例在铂系催化剂作用下高温固化合成了一种功能型LED封装用双组分有机硅封装材料。通过研究各组分对其力学性能的影响,当n(Si—H)/n(Si—Vi)=1.3、w(增粘剂)=1%~2wt%及w(铂催化剂)=0.15wt%时,该苯基硅橡胶料的综合力学性能达到最佳。最佳工艺条件下制备的硅橡胶在大于400nm波长时,硅硅橡胶的透光率保持在94%以上。而且硅橡胶热失重5%的温度为456℃,热失重25%为700℃,热稳定性远远高于其他封装材料。     

加成型硅橡胶的制备及性能

合成了不同乙烯基含量的MQ树脂，探讨了不同因素（乙烯基硅橡胶分子量，含氢硅油种类，SiH/CH=CH2比例，填料种类）对于加成型有机硅橡胶物理力学性能的影响，当乙烯基硅橡胶的分子量在65万时，所制得的硫化胶拉伸强度远远大于分子量为10万的硫化胶，MQ树脂具有较好的增强效果，当MQ树脂乙烯基含量为2．87％，其拉伸强度达到了6．30MTa，但与SiO2增强的硫化胶相比，其撕裂强度较差，聚硅氧烷分子量越大，制得的硫化硅橡胶物理力学性能愈好，交联剂中的硅氢和生胶中的乙烯基比值1：3较好，它既能保证交联完全，又不致产生气泡。     

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.     

LED封装用MQ树脂的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)、六甲基二硅氧烷(MM)和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(MⅵMⅵ)为原料,以盐酸(HCl)为催化剂,乙醇(ETOH)为溶剂,通过脱水缩合反应制备了乙烯基MQ硅树脂。通过讨论盐酸用量、水的用量、乙醇的用量、反应时间和M/Q比等因素对合成MQ硅树脂的影响,确定了最佳合成工艺:投料质量为TEOS40g,MM 5.5g,MⅵMⅵ2.64g,H2O 10.5g,ETOH 7.5g,HCl 2.4g。通过红外色谱,凝胶渗透色谱(GPC)和元素分析等对硅树脂进行了分析。综合分析结果和固化效果得出合成的MQ硅树脂适合用作硅橡胶的补强填料。     

加成型液体硅橡胶的流动性及结构性能的研究

采用两种二氧化硅粒子填充α,ω-双乙烯基聚二甲基硅氧烷,以含氢聚硅氧烷作为交联剂,在铂催化剂作用下固化得到了加成型液体硅橡胶材料,对其流动性和力学性能进行了研究。结果发现,液体硅橡胶的粘度随着双乙烯基聚二甲基硅氧烷分子量增大而逐渐增加,在超过临界分子量时粘度迅速升高,液体硅橡胶的力学强度在分子量28000~35000时出现极大值。随着动态扫描频率的升高,液体硅橡胶的动态粘度减小,储能模量和损耗模量增加。疏水气相法二氧化硅对聚二甲基硅氧烷的增稠效应大于沉淀法二氧化硅,粘度对温度的敏感性要小,在硅橡胶中的分散较为均匀、补强效果优于沉淀法二氧化硅,但可填充体积分数小。含氢硅油交联剂的含氢量在0.4%~0.8%,A 值(Si-H/Si-CH=CH 2比)接近1.1时,液体硅橡胶的力学性能较优。     

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。     

铂催化剂对液体硅橡胶性能的影响研究

以乙烯基MQ硅树脂、含氢硅油、氯铂酸-异丙醇和炔基环己醇为原料,制备高强度、高透紫外线硅橡胶,研究了催化剂用量对硅橡胶固化过程、力学性能和光学性能的影响。研究表明:催化剂用量的增加可提高反应速率;催化剂用量在0.2%~1%(wt,质量分数,下同)之间增加时,力学性能得到显著提高;超过1%时,力学性能提高的不明显。随着催化剂用量的增加,紫外透过率会下降,比如在350nm波长时,催化剂用量从0.2%增加到1.2%,紫外透过率会从93.2%下降到89%。     

笼型八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷的合成及其对硅橡胶复合材料性能的影响

将实验室自制的笼型八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷作为乙烯基硅橡胶的交联剂,再添加补强填料白炭黑和耐热填料纳米Fe_2O_3,制备出一种耐高温硅橡胶复合材料。通过傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪对笼型八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷进行结构表征。结果表明,当乙烯基硅油中Si—Vi与笼型八聚(二甲基硅氧基)倍半硅氧烷交联剂中Si—H的摩尔比为1∶1,白炭黑质量分数为20%,硅树脂质量分数为10%,纳米Fe_2O_3质量分数为8%时,硅橡胶复合材料的耐热温度达到470.68℃,剪切强度可达到0.92MPa,拉伸强度为0.99MPa。     

支链型乙烯基硅油改性有机硅灌封材料的性能

采用支链型乙烯基硅油改性的端乙烯基硅油为灌封硅橡胶的基础胶,并分别以沉淀法和气相法白炭黑进行补强,研究了不同用量和品种白炭黑补强对灌封材料的黏度、力学性能、粘接性能和电学性能的影响。结果表明,当401-1500/411-4800=100/15时,灌封材料黏度适中并且力学性能较好;沉淀法白炭黑加入量在20phr～25phr时,灌封材料具有较好的工艺性能,拉伸强度最大值达到2.27MPa,剪切强度最大值达到4.64MPa,电绝缘性良好。     

有机酸催化合成MQ硅树脂的研究

以浓硫酸和对甲苯磺酸为催化剂,正硅酸乙酯和封端剂为原料,通过水解缩合反应制备了含甲基和乙烯基的MQ硅树脂。考察了原料配比、水解反应时间和温度、水的用量等因素对硅树脂的产率与分子量的影响。结果表明,对甲苯磺酸与浓硫酸的催化效果类似,均能得到性能较稳定的MQ硅树脂。原料的配比、水解反应时间和温度、水的用量等因素对MQ硅树脂的产率和分子量及其分布有一定的影响。通过改变封端剂的种类和含量,可得到乙烯基含量不同的MQ硅树脂。     

功能型LED CeO_2/苯基硅橡胶封装材料

采用表面覆盖改性技术,利用硬脂酸改性纳米CeO_2,将改性后的纳米m-CeO_2与苯基含氢硅树脂(PH)通过化学接枝制得m-CeO_2-PH接枝物,通过氢化硅烷化法,以接枝物为交联剂,在铂催化剂作用下制备了一种发光二极管(LED)封装用透明m-CeO_2/苯基硅橡胶材料。结果表明:经硬脂酸改性后m-CeO_2表面产生硬脂酸盐,增加了界面的相容性,提高了纳米CeO_2在聚合物中的分散。通过化学方法将m-CeO_2接枝到PH体系中,与苯基乙烯基硅树脂(PV)按化学计量比在催化剂作用下高温固化合成了一种功能型m-CeO_2/苯基硅橡胶材料。研究表明:当m-CeO_2质量分数为0.02%时,m-CeO_2/苯基硅橡胶材料的透光率仍可达到85%以上。同时,耐紫外老化性能和力学性能有明显提高。苯基硅橡胶材料中引入质量分数为0.02%的m-CeO_2,当分解温度到达600℃时,m-CeO_2/苯基硅橡胶材料的热失重比例比纯苯基硅橡胶减少了8%,m-CeO_2/苯基硅橡胶材料的放热量明显低于纯苯基硅橡胶,这对于封装有很大优越性。     

菲式多苯基苯基乙烯基硅油的制备及其对室温硫化硅橡胶性能的影响

以多乙烯基硅油与菲式环戊二烯酮为原料,采用Diels-Alder反应制备了菲式多苯基苯基乙烯基硅油。采用红外光谱(FT-IR),核磁共振氢谱(~1HNMR)对其结构进行了分析,将其作为耐热助剂加入到乙烯基硅橡胶胶体当中,研究了其含量对硅橡胶耐热性及力学性能的影响。结果表明当耐热助剂质量分数为6%时,硅橡胶的初始分解温度为432.26℃,剪切强度为1.12MPa,当耐热助剂质量分数为9%时,拉伸强度为2.19MPa。     

可用于LED封装的有机硅树脂的制备与表征

以有机硅环四硅氧烷单体和封端剂为原料,通过开环聚合的方法合成了含乙烯基和含氢的硅油。改变原料的投料比,可得到具有不同分子结构的硅油。以正硅酸乙酯和含乙烯基封端剂为原料,改变原料的摩尔比,得到具有不同分子量的MQ硅树脂。采用红外和核磁的方法对不同硅油和硅树脂的化学结构进行表征,并用黏度计和凝胶渗透色谱对样品的黏度和分子量进行测试。将不同组分的硅油和硅树脂混合,通过硅氢加成反应而固化,得到的硅树脂在400nm以上具有较好的透光率(>90%),可用于大功率LED的封装。     

纳米TiO2对真空紫外辐照下MQ增强硅橡胶力学性能的影响

采用空间综合辐照模拟设备研究了纳米TiO2对真空紫外辐照下MQ(MQ硅树脂是由单官能硅氧单元(R3SiO0.5,简称M单元)和四官能硅氧单元(SiO2,简称Q单元)组成的有机硅树脂),增强硅橡胶力学性能的影响。试验结果表明,真空紫外辐照后,硅橡胶表面颜色加深,同时出现裂纹,裂纹数量随辐照剂量的增加而增加;在试验的辐照剂量范围内,硅橡胶的硬度和拉伸强度随辐照剂量的增加先增加而后降低,断裂伸长率则先降低而后增加。橡胶的模量和玻璃化转变温度也会发生不同变化。添加纳米TiO2的硅橡胶与未改性硅橡胶相比,经过相同剂量的辐照后,表面裂纹损伤程度减小,硬度和力学性能的损伤程度下降,表现出明显的抗真空紫外辐照性能。     

可分散性纳米二氧化硅补强硅橡胶的性能

以表面改性的可分散性(DNS)系列二氧化硅纳米微粒为研究对象,考察了其对硅橡胶力学性能的影响,Payne效应分析了其在硅橡胶中形成网络结构,并与气相白炭黑填充硅橡胶体系做了对比。结果表明,由于SiO2纳米微粒表面包覆有有机基团,无需加入分散剂,DNS系列纳米二氧化硅在硅橡胶中分散性好,与硅橡胶相容性好,对硅橡胶有较强的补强效果,在相同添加量的情况下,DNS系列二氧化硅纳米微粒补强的硅橡胶的拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率等力学性能都优于气相白炭黑。     

LED封装用乙烯基硅油的制备与固化性能

以环四单体和封端剂为原料,通过开环聚合的方法合成制备了具有不同分子结构的乙烯基硅油,并与含氢硅油通过硅氢加成反应得到了一系列硅橡胶,研究了其力学性能和透光性能。结果表明,封端剂和环四单体的含量与种类对乙烯基硅油的黏度有较大影响,组分配比相同时,含乙烯基的封端剂与环体均生成黏度较小的硅油。端基含乙烯基而分子链内不含乙烯基的硅油与含氢硅油固化后的力学性能最好,且黏度越大,力学性能越好。硅油固化后的样条在光波波长大于400nm时透光率大于90%,可望用于大功率LED的封装。     

LED封装用有机硅树脂的合成

采用水解-缩聚法,以苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷为原料,以乙烯基双封头(VV)为封端剂,以盐酸为催化剂,合成了具有高折射率的苯基乙烯基硅树脂,利用FT-IR、核磁共振、热重分析等对产物进行表征。研究了苯基含量对产物折射率的影响,将制得的苯基乙烯基硅树脂与苯基含氢硅树脂按一定比例硫化成型,制得适用于LED封装的有机硅树脂。研究结果表明:苯基用量为40.5%(摩尔百分数)时,制得的苯基乙烯基硅树脂的折射率为1.5370,热稳定性良好,固化后产物的性能最佳,透光率大于90%,符合LED封装要求。