共聚氟硅橡膠的制備和性能.pdf

1、氟硅橡膠綜合了氟橡膠和硅橡膠的優(yōu)點，具有優(yōu)異的耐高低溫、耐溶劑和耐燃油性能，是航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域應(yīng)用的重要高分子材料。在氟硅橡膠主鏈中引入二甲基硅氧烷單元，不會對材料性能產(chǎn)生大的影響，但可以有效降低的成本。本文采用γ-三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷(D3F)與六甲基環(huán)三硅氧烷(D3)開環(huán)共聚合成氟硅生膠，優(yōu)化反應(yīng)條件并進行聚合放大，并進行產(chǎn)物中小分子環(huán)體的脫除、增強和硫化加工研究，得到小分子環(huán)體含量、硫化劑用量、結(jié)構(gòu)控制劑用量、納米氧化

2、硅品種和用量、膠料存放時間等對硫化膠結(jié)構(gòu)和性能的影響。
　　首先，在引發(fā)劑和促進劑存在下進行D3F/D3開環(huán)共聚，采用凝膠滲透色譜儀分析聚合體系組成，研究聚合過程中共聚氟硅生膠分子量和小分子環(huán)體含量的變化。發(fā)現(xiàn)，隨著聚合進行，共聚氟硅生膠的分子量基本呈先上升后下降，并逐漸趨于平衡的趨勢，小分子環(huán)體含量的變化趨勢則與之相反。隨著引發(fā)劑濃度增加，反應(yīng)速率加快，達到最大分子量所需的時間縮短，但分子量降低。升高溫度或增加促進劑濃度也可加快

3、反應(yīng)速率。封端劑濃度過高時，共聚氟硅生膠的分子量明顯增大。實驗得到合成分子量較高、小分子環(huán)體含量較低的共聚氟硅生膠的優(yōu)化反應(yīng)條件:引發(fā)劑濃度20ppm，促進劑濃度2000ppm，溫度80℃，聚合時間75min。
　　其次，在捏合型自清潔反應(yīng)器中進行D3F/D3開環(huán)共聚反應(yīng)的放大，并對共聚體系進行脫揮研究。放大聚合反應(yīng)所得產(chǎn)物的分子量與小試得到的產(chǎn)物相當，分子量分布略窄，小分子環(huán)體含量略有增加。鼓風脫揮的最佳溫度為125℃，在4h內(nèi)

4、可以脫除70％以上的揮發(fā)分，且共聚氟硅生膠分子量下降很少;脫揮過程中較小的環(huán)體先脫除，最后殘留的環(huán)體以D6F為主。采用捏合型自清潔反應(yīng)器，可以實現(xiàn)不斷的表面更新，促進共聚氟硅生膠高黏體系的脫揮。用兩步脫揮的辦法，先在90℃下真空脫揮4h，再升至125℃通N2吹脫4h，可將體系中的小分子環(huán)體含量降至5％以下。
　　最后，對共聚氟硅橡膠的增強、硫化膠的結(jié)構(gòu)/性能進行了研究。發(fā)現(xiàn)納米氧化硅結(jié)構(gòu)、添加量和納米氧化硅/結(jié)構(gòu)控制劑質(zhì)量比對納米

5、氧化硅在生膠中的分散均勻性及硫化膠的性能有較大關(guān)系。比表面積較大、孔隙率均勻的納米氧化硅在聚合物基體中分散均勻，對氟硅膠的增強作用明顯;結(jié)構(gòu)控制劑可以增加氟硅膠與納米氧化硅的相容性，當它與納米氧化硅的用量比為1∶7時，納米氧化硅分散較均勻。隨著納米氧化硅用量增加，硫化膠的硬度逐漸增大，交聯(lián)度和拉伸性能先增大后減小;增加硫化劑的用量可提高交聯(lián)度;生膠中小分子環(huán)體含量越低，硫化膠的力學性能越好;隨著膠料存放時間延長，膠料發(fā)生結(jié)構(gòu)化效應(yīng)，加工