硅溶膠表面改性及MQ樹脂合成.pdf

1、納米SiO2和MQ樹脂都是以硅為主要元素的重要填料，前者是納米級(jí)無機(jī)硅氧化物，后者則是一種結(jié)構(gòu)特殊的有機(jī)硅樹脂，廣泛用于高分子材料尤其是液體硅橡膠的增強(qiáng)改性。兩種填料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與其在液體硅橡膠組分中的分散性和相容性密切相關(guān)，進(jìn)而影響硅橡膠的性能。本文對(duì)納米SiO2水溶液（硅溶膠）進(jìn)行表面改性，并且用正硅酸乙酯水解法合成了三種MQ樹脂，考察了表面改性和合成工藝對(duì)納米SiO2以及MQ樹脂結(jié)構(gòu)性能的影響，為其在有機(jī)硅材料中的應(yīng)用提供依據(jù)。

2、r>　　 論文第一部分開展了親水性硅溶膠的表面改性研究，首先用共沸蒸餾的方法將納米SiO2由水相轉(zhuǎn)移到異丙醇相中，進(jìn)一步選擇幾種市售的硅氧烷偶聯(lián)劑乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷，以及自制的兩種含有硅氧烷親油性基團(tuán)的偶聯(lián)劑，對(duì)異丙醇分散介質(zhì)中的納米SiO2進(jìn)行表面改性。這兩種自制的偶聯(lián)劑乙烯基三乙氧基含氫硅烷(A)和乙烯基三乙氧基七甲基三硅氧烷(B)是通過乙烯基三乙氧基硅烷分別與含氫硅油和七甲基三硅氧烷發(fā)生硅氫加

3、成反應(yīng)制備的，通過紅外光譜分析表明了兩種偶聯(lián)劑產(chǎn)物在2100cm-1處的Si-H鍵已明顯縮?。粴庀嗌V分析表明偶聯(lián)劑B的含量達(dá)到90％。實(shí)驗(yàn)考查了異丙醇分散介質(zhì)中納米SiO2經(jīng)偶聯(lián)劑表面改性后，表面羥基數(shù)量的變化。結(jié)果表明，納米SiO2表面羥基數(shù)隨偶聯(lián)劑用量的增大而減小。實(shí)驗(yàn)同時(shí)考查了經(jīng)偶聯(lián)劑改性的納米SiO2在含氫硅油中的分散特性，發(fā)現(xiàn)利用自制的偶聯(lián)劑B改性的納米SiO2在含氫硅油中的粒徑較小，為90nm左右，表明偶聯(lián)劑中引入與硅油相

4、近的基團(tuán)，有利于改善納米SiO2粒子表面與硅油的相容性，減少團(tuán)聚作用。
　　 論文第二部分首先以正硅酸乙酯為原料，分別與含氫雙封頭、乙烯基雙封頭和苯基三乙氧基硅烷水解反應(yīng)制備了三種MQ樹脂，含氫MQ樹脂，乙烯基MQ樹脂，苯基MQ樹脂，利用紅外光譜和硅譜核磁等方法對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，通過凝膠滲透色譜(GPC)考察了反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響。GPC分析表明，三種MQ樹脂分子量分布是不均勻的，分子量呈現(xiàn)多重分布，其中存在一定含量的分

5、子量約為280左右的正硅酸乙酯與封端劑反應(yīng)的低聚體。采用含氫雙封頭做封端劑時(shí)，低聚物含量最多。采用三官能團(tuán)苯基三乙氧基硅烷作為封端劑時(shí)，低聚物含量最小。三種MQ樹脂隨反應(yīng)條件尤其是M/Q值的增加，樹脂分子量隨之減小。此外，原料添加順序?qū)Q樹脂分子量有重要影響。先添加封端劑再添加正硅酸乙酯，產(chǎn)物分子量約在2000以下，產(chǎn)物為粘稠狀液體。先添加正硅酸乙酯再添加封端劑，產(chǎn)物分子量在5000以上，產(chǎn)物為粉末狀固體。目前MQ樹脂的分子量分布存在