氟硅橡胶的制备与性能研究

以γ-三氟丙基甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷为原料,乙烯基封端聚二甲基硅氧烷作为封端剂,合成了不同氟硅含量的乙烯基封端γ-三氟丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物,相同硅氧链节的共聚物随三氟丙基甲基硅氧烷CF3CH2CH2(CH3)SiO链节含量的增加,共聚物的黏度也增大.以此共聚物为生胶制备热硫化氟硅橡胶,硫化胶的耐油性能随共聚物中CF3CH2CH2(CH3)SiO链节含量的增加而逐步提高,但对不同油呈现差异.在乙烯基封端聚有机硅氧烷分子链中引入CF3CH2CH2(CH3)SiO链段,通过CF3CH2CH2(CH3)SiO链节含量的调节,可以制备满足不同耐油性能的硅橡胶,既能降低氟硅橡胶的成本,又能达到不同环境下耐油的使用的要求.     

侧基为苯环的改性环硅氧烷的合成及其对硅橡胶性能的影响

通过甲基二苯基硅烷(Me Ph_2Si H)改性四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D_4~(Vi))制得了2种含有不同苯环侧基浓度的改性环硅氧烷,采用核磁共振表征了改性环硅氧烷,并研究了改性环硅氧烷对硅橡胶阻尼性能及物理机械性能的影响。结果表明,2种改性环硅氧烷分别为D_4~(Vi)分子中3个乙烯基基团与Me Ph_2Si H发生硅氢化反应的产物和D4Vi与Me Ph_2Si H完全硅氢加成反应的产物; 添加改性环硅氧烷能够提高硅橡胶的阻尼性能,且侧基浓度越大,硅橡胶的阻尼性能越佳; 添加含有活性乙烯基的改性环硅氧烷能够提高硅橡胶的物理机械性能,而无乙烯基、含有大空间位阻基团的改性环硅氧烷则会降低物理机械性能。     

加成型固化氟硅橡胶的制备及性能

以三氟丙基甲基环三硅氧烷(D_3F)、八甲基环四硅氧烷(D_4)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D_4Vi)作为单体,以短链乙烯基硅油作为封端剂,通过阴离子开环聚合的方式合成氟含量不同的乙烯基氟硅液体胶;通过阳离子开环聚合的方式分别合成了交联剂含氢氟硅油及Karstedt铂金催化剂,考察氟含量、乙烯基含量、填料含量等因素对加成型固化氟硅橡胶物理性能的影响。结果表明,当端乙烯氟硅液体胶含氟基团摩尔分数为30%、填料DM-30S的用量为31.5份时,固化后氟硅橡胶的邵尔A硬度可以达到44,拉伸强度达到8 MPa,断裂伸长率达到689%,撕裂强度达到38.9 kN/m。     

氟硅共聚生胶的合成及结构分析

以1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)-1,3,5-三甲基环三硅氧烷(D3F)和六甲基环三硅氧烷为原料合成了高分子量的氟硅共聚生胶,研究了反应时间和反应温度对产物分子量的影响,以及单体投料比对共聚物链节含量的影响.通过红外光谱和核磁共振波谱对共聚生胶的结构进行了表征,并用乌氏黏度计测定了其分子量.结果表明,在D3F用...     

发泡硅橡胶的制备及应用性能研究

以D_4(八甲基环四硅氧烷)、D_4~(Vi)(四甲基四乙烯基环四硅氧烷)和D_2~(Vi)(四甲基二乙烯基二硅氧烷)为原料,THMA(四甲基氢氧化铵)为催化剂,制备得到生胶,通过添加其他组分得到发泡硅橡胶。研究结果表明:合成甲基乙烯基生胶的反应温度应为110℃,反应时间应为5 h;以100 g甲基乙烯基生胶为基胶,当补强剂、发泡剂、硫化剂、结构化控制剂以及发泡助剂的用量分别为40份、8份、2.5份、5份、0.2～0.3份时制得的发泡硅橡胶孔致密均匀,发泡倍率大,力学性能最佳。     

含氢氟硅油对加成型氟硅橡胶性能的影响

以四甲基环四硅氧烷(DH4)、三氟丙基甲基环三硅氧烷(DF3)、四甲基二硅氧烷为原料,磺酸树脂球为催化剂,合成了不同活性氢质量分数的含氢氟硅油,再将其与端乙烯基或侧乙烯基氟硅液体胶进行加成反应,考察了含氢氟硅油活性氢质量分数和用量对加成型氟硅橡胶性能的影响。结果表明,当含氢氟硅油用量一定时,随着活性氢质量分数的提高,端乙烯基氟硅橡胶硬度升高,拉伸强度先增后减,拉断伸长率减小;当活性氢质量分数一定时,随着含氢氟硅油用量的增加,端乙烯基氟硅橡胶硬度和拉伸强度降低,拉断伸长率提高;当活性氢质量分数为0.3%,n(Si—H)∶n(Si—Vi)=3.5时,端乙烯基氟硅橡胶邵尔A硬度为40度,拉伸强度为6.4 MPa,拉断伸长率为589%。     

以硅氧烷醇锂为催化剂的氟硅生胶的合成

介绍了单体三氟丙基甲基环三硅氧烷通过硅氧烷醇锂催化剂聚合成氟硅生胶,讨论了不同催化剂及其用量,原料中水分含量、不同乙烯基含量对氟硅生胶分子量的影响.     

高性能有机氟硅改性丙烯酸酯乳液的研究

以甲基巯丙基二甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KBM802)为桥梁,D3F(三氟丙基甲基环三硅氧烷)、D4(八甲基环四硅氧烷)、DVi4(四乙烯基-四甲基环四硅氧烷)在酸性条件下调聚成有机氟-硅低聚体,再用有机氟-硅低聚体和KBM802对丙烯酸酯进行改性,乳液聚合法合成了耐水性、耐候性、耐污性优良的氟硅改性丙烯酸酯乳液。采用TG、DSC、红外光谱和X射线衍射分析对乳胶膜进行测试表明,丙烯酸酯单体和有机硅氟氧烷发生了自由基乳液聚合。当D3F的加入量为3.5%时,氟硅改性后的丙烯酸酯乳胶膜比纯丙乳胶膜的分解温度提高了69.5℃。KBM802的加入增加了乳胶膜的硬度、耐水性、耐候性和抗紫外线能力。     

加成型甲基苯基乙烯基硅橡胶的合成及低温性能研究

以甲基苯基环硅氧烷混合环体(D_n~(Ph))、二甲基环硅氧烷混合物(DMC)、甲基乙烯基环硅氧烷混合物(D_n~(Vi))、二乙烯基四甲基二硅氧烷(MM~(Vi))为原料,四甲基氢氧化铵碱胶为催化剂,通过阴离子反应开环聚合制备甲基苯基乙烯基硅油(PVMQ)。对产物进行了表征,并研究了苯基的存在对加成型甲基苯基乙烯基液体硅橡胶的物理机械性能、动态热机械性能和结晶性的影响,明确了苯基的存在对硅橡胶耐寒性的影响。结果表明:自制纯度大于99.6%的甲基苯基混合环体、采用干燥高真空高纯氮气鼓泡去除原料中微量水分;自制的2%四甲基氢氧化铵碱胶为催化剂,其用量为150×10~(-6);真空度为-0.05~-0.08 MPa;聚合温度为90~102℃;反应时间为3.5 h;后处理脱挥发分3 h,阴离子开环聚合制备不同黏度、苯基和乙烯基含量的聚甲基苯基乙烯基硅氧烷为基础聚合物,分子链中少量苯基的引入对加成型硅橡胶的玻璃化转变温度(T_g)的影响较大,可使其在-120℃以上不在产生结晶状态,使其保持低温下的弹性性能,扩展了硅橡胶的低温使用温域。大幅提高了加成型液体硅橡胶的tanδ值,实现了其在阻尼领域的拓展应用。     

氟硅树脂的制备及其性能研究

以单体三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷为原料,以平均相对分子质量为3 000、乙烯基摩尔分数为10％的乙烯基氟硅油作封端剂,以硅氧烷醇钠作催化剂,聚合成平均摩尔质量约8×10 5g/mol、乙烯基含量0.5％的氟硅树脂。讨论了催化剂用量、反应温度及时间原料中水分的含量、乙烯基含量和中和剂对氟硅树脂性能的影响。结果表明:采用高纯度D2F,硅氧烷醇钠催化剂用量为0.4％,在(130±5)℃反应60min制备出的氟硅树脂经硫化测试,其邵氏硬度为71,撕裂强度为31.5kN/m,拉伸强度8.6MPa,断裂伸长率404％,其结果表明符合市场使用要求。     

低粘度自交联氟氢乙烯基硅油的合成及应用

采用高活性强酸性阳离子交换树脂（HND-580）催化八甲基环四硅氧烷（D4）、四甲基四氢环四硅氧烷（D4H）和三氟丙基甲基环三硅氧烷（D3F）开环共聚,以四甲基二乙烯基二硅氧烷（D2Vi）为封端剂,制备了低粘度含氟含氢乙烯基硅油。探讨了聚合温度、聚合时间、催化剂用量、催化剂循环等因素对开环共聚反应的影响。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;研究结果表明,当聚合温度为60℃、反应时间为4h、催化剂用量为3%~5%时,得到的含氟含氢端乙烯基硅油产率为88.69%,粘度为31mpa?s。将硅油进行涂膜测试,所得水滴静态接触角可达115.2?。     

氟硅生胶的制备与表征

以三氟丙基甲基环三硅氧烷为主要原料合成了氟硅橡胶生胶,对其进行了红外光谱、核磁共振谱、摩尔质量的表征,并研究了反应时间和反应温度对氟硅生胶摩尔质量的影响。结果表明,所合成的聚合物为均聚氟硅橡胶生胶,具有线性体结构,在规模化生产中宜采用黏均摩尔质量来表征氟硅生胶的摩尔质量。聚合反应的最佳反应时间和温度分别为120 min和110℃。     

高相对分子质量窄分布氟硅聚合物的制备与表征

以三氟丙基甲基环三硅氧烷为单体、硅醇钠为引发剂,通过负离子本体开环聚合制备了聚[甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷]。在反应时间为40 min、反应温度为120℃及引发剂质量分数为0.21%时所制备氟硅聚合物的相对分子质量最大,相对分子质量分布较窄,分别为4.57×105和1.39。傅里叶变换红外光谱和核磁共振分析表明,该产物是以硅氧键为主链、甲基和三氟丙基为侧基的线型聚合物。热分析结果表明该聚合物可以在较宽的温度范围内使用。     

点击化学法制备四硅型偶联剂及性能研究

通过巯基-烯烃的点击化学法将单硅型偶联剂单体巯丙基三甲氧基硅烷(MPS)与四乙烯基四甲基环四硅氧烷(Vi D4)反应获得四硅型偶联剂(Vi D4-MPS),反应产率为96%。同时,利用红外光谱、核磁共振光谱对产物结构进行了表征。热失重分析表明,Vi D4-MPS固化物耐热性能要优于MPS;在金属表面形成的Vi D4-MPS膜层耐冲击大于100 cm·kg,耐弯曲为1级,附着力为0级,硬度为3H,极化电阻为6 329.7Ω·cm2;盐雾加速腐蚀实验表明,Vi D4-MPS防护性能明显优于MPS,在用于铝片的防护时可耐1 000 h盐雾腐蚀。     

低黏度自交联氟氢乙烯基硅油的合成及应用

采用阳离子交换树脂催化八甲基环四硅氧烷(D4)、四甲基四氢环四硅氧烷(D4H)和三氟丙基三甲基环三硅氧烷(D3F)开环共聚,以四甲基二乙烯基二硅氧烷(D2Vi)为封端剂,制备了低黏度自交联氟氢乙烯基硅油(F-PMHS).探讨了聚合温度、聚合时间、催化剂用量、催化剂循环等因素对聚合反应的影响.通过FTIR、1HNMR、TGA对共聚物进行分析.结果表明,当聚合温度为60℃、反应时间为6 h、催化剂用量为总单体质量5％时,得到的F-PMHS产率为88.69％,黏度为32.7 mPa·s.将硅油进行涂膜测试,所得涂膜固化性好,剥离力低至7 g/25 mm,水滴静态接触角达114.9°.     

氨基氟硅油改性水性聚氨酯的研究

为改善水性聚氨酯的耐水性、耐候性能以及机械性能等,通过阴离子开环的方法,用含有活性基团氨基的3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷(SCA-603)对1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷(D3F)封端,将D3F接入聚氨酯主链结构合成聚氟硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物。聚氟硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物同时具备氟硅聚合物和水性聚氨酯两者的优异性能,通过红外光谱、粒度分析仪、热重分析和力学性能测试等手段进行了表征,表明氨基氟硅油成功接入到聚氨酯大分子链上。氨基氟硅油的引入在一定程度上提高了聚合物的热稳定性和疏水性,氨基氟硅油质量分数6%的水性聚氨酯试样的乳液平均粒径最小,而且颗粒分布最窄,具有较好的机械性能。     

高折射率、长寿命LED灌封胶的制备及性能

以甲基苯基混合环体、八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷等为原料制得甲基苯基硅油;以苯基三氯基硅烷、二苯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷和二甲基乙烯基氯硅烷等为原料,制得甲基乙烯基苯基有机硅树脂;以二苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、四甲基环四硅氧烷为原料制得苯基交联剂。按甲基乙烯基苯基硅油、甲基苯基乙烯基硅树质量比和n Si—H/n Vi筛选出符合LED芯片封装基本要求的灌封胶,其折射率为1.5441,操作黏度(25℃)4 000~5 500 m Pa·s,固化后的初始邵尔D硬度为33~37度,可见光(550 nm)透光率大于85%。耐热老化性能测试研究表明,150℃热老化1 000 h后,硬度增幅为5度,无黄变现象,在550 nm的透光率大于80%。进一步的光通量测试研究表明,点灯测试1 000 h后,该灌封胶的光衰2%。表明该款灌封胶具有高折射率和较长的应用寿命。     

三嵌段共聚有机硅氧烷的合成与性能研究

以氢氧化锂为引发剂,二甲基甲酰胺为促进剂,采用分步投料法合成出聚二甲基（甲基乙烯基）硅氧烷－聚二甲基二苯基（甲基乙烯基）硅氧烷－聚二甲基（甲基乙烯基）硅氧烷三嵌段共聚物;研究了四甲基四乙烯基环四硅氧烷（D4^Vi)用量对嵌段共聚物的摩尔质量及所制硅橡胶物理机械性能的影响。结果表明,D4^Vi用量对嵌段共聚物的摩尔质量影响不大,但对硅橡胶的物理机械性能影响很大。当D4^Vi质量分数为0.1%、0．2％时,硅橡胶的物理机械性能较好,拉伸强度可达10．70MPa,撕裂强度最大为21．61kN/m,拉伸永久变形为2％－4％。     

IPN型含氟聚硅氧烷/PP疏水材料的制备及性能

以1 ,3 ,5-三甲基-1 ,3 , 5(三氟丙基)环三硅氧烷（D3F）、八甲基环四硅氧烷(D4)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷（D4Vi）为功能单体，在碱胶催化下制备乙烯基封端含氟聚硅氧烷（FSI），再以注塑级聚丙烯（PP）为基体树脂，以全氟己基乙烯（TE-6）为二次疏水改性剂，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）为交联剂、马来酸酐接枝PP（MAH-g-PP）为增容剂，高温熔融聚合形成互穿网络结构（IPN）FSI/PP复合疏水材料。采用FTIR对复合材料结构进行了表征；利用拉力试验机、接触角测量仪、SEM、AFM和TG-DSC对复合材料的综合性能和表面形貌进行了分析。结果表明，当D4Vi封端剂用量为FSI总量的0.05wt%，MAH-g-PP用量为FSI/PP总量的6wt%，TMPTA添加量为FSI/PP总量的3wt%时，改性后FSI/PP疏水角达到138.3o，疏油角达到46.1o，相比于纯PP分别提高55.56%、157.54%。     

胶辊用热硫化硅橡胶的制备

研究了白炭黑的种类及其用量、不同乙烯基含量的甲基乙烯基硅橡胶生胶的质量比、多乙烯基增硬剂的用量、石英粉的粒径及其用量、热稳定剂的种类对胶辊用热硫化(HTV)硅橡胶的物理性能和老化性能的影响。结果表明,胶辊用HTV硅橡胶的较佳配方为:乙烯基摩尔分数为0·08%的甲基乙烯基硅橡胶生胶和乙烯基摩尔分数为8%的甲基乙烯基硅橡胶生胶按98/2～95/5的质量比并用,填料为55份沉淀法白炭黑LP和80份粒径3000目的石英粉,多乙烯基增硬剂用量为3份,加入1%自制的热稳定剂。按此配方制成的HTV硅橡胶在177℃×22h条件下的压缩永久变形小于10%、拉伸永久变形小于2%、抗拉与抗撕性能优良、耐磨性及耐老化性好,能满足制造工业用胶辊的要求。