甲基三氟丙基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物的制備與性能研究.pdf

1、氟硅橡膠是一種以甲基三氟丙基硅氧烷鏈節(jié)為主要結(jié)構(gòu)單元的特種硅橡膠。主鏈Si-O-Si結(jié)構(gòu)賦予了氟硅橡膠的柔順性和熱穩(wěn)定性，而三氟丙基側(cè)基賦予了氟硅橡膠良好的耐溶劑性能。但由于三氟丙基與硅甲基等相比受熱易分解，耐熱性不如甲基乙烯基硅橡膠。隨著氟硅橡膠應用領域的不斷拓展，對其耐溫性能提出了更高的要求，如何提高氟硅橡膠的耐溫與耐老化性能，甚至賦予其優(yōu)異的耐油、阻尼等功能是氟硅橡膠的發(fā)展方向之一。苯基硅橡膠具有較好的熱氧穩(wěn)定性與阻尼性能，這主要

2、是由于苯基的引入，不僅增加了硅橡膠分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)阻力，還能穩(wěn)定高溫下產(chǎn)生的自由基，從而提高了材料的耐溫性能。本文針對氟硅橡膠的耐溫性能有待進一步提高的問題，通過共聚的方法，將具有優(yōu)異耐高溫性能的甲基苯基硅氧烷鏈節(jié)引入聚甲基三氟丙基硅氧烷的分子鏈中，以期提高氟硅橡膠的耐溫性能，并對苯基鏈節(jié)引入后的材料的動態(tài)力學性能進行研究。
　　本文通過陰離子開環(huán)聚合制備得到聚甲基三氟丙基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷(PMFS-PMPS)共聚物。以甲基三

3、氟丙基環(huán)三硅氧烷(D3F)、甲基苯基環(huán)硅氧烷(DnPh)以及一定量的D3FVi環(huán)體為原料，研究了引發(fā)劑種類、聚合溫度等對D3F和DnPh環(huán)體的共聚反應的影響。研究發(fā)現(xiàn)，引發(fā)劑用量為30ppm、反應溫度為90℃的一步加料法可以制備得到分子量和轉(zhuǎn)化率均較高的PMFS-PMPS無規(guī)共聚物。生膠采用乙酸中和，并采用石油醚萃取與真空脫揮相結(jié)合的方式可以有效脫除小分子副產(chǎn)物，解決了甲基苯基環(huán)硅氧烷沸點高，難脫除的難題。
　　通過調(diào)節(jié)甲基苯基環(huán)

4、硅氧烷與甲基三氟丙基環(huán)硅氧烷的配比，可以制備得到一系列苯基含量的共聚氟硅橡膠。采用GPC、烏氏粘度計等考察了苯基鏈節(jié)的引入對聚合物的分子量的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著原料中甲基苯基環(huán)硅氧烷配比的增加，共聚物的分子量有明顯的提高，分子量分布系數(shù)降低。采用紅外光譜(IR)、紫外光譜(UV)、核磁共振氫譜(1H NMR)核磁共振硅譜(29Si NMR)、示差掃描量熱法(DSC)等方法對共聚生膠的結(jié)構(gòu)進行了表征，建立了紫外分光光度法表征共聚物中苯基含

5、量的方法。在此研究的基礎上，論文還制備了乙烯基封端的共聚PMFS-PMPS硅油，并對其結(jié)構(gòu)和熱性能進行研究。
　　論文分別以各類共聚生膠100份、50份氣相法白炭黑、1.5份雙-2，5為基本配方，研究了苯基鏈節(jié)含量對硫化膠的機械性能、耐油耐溶劑性能，動態(tài)力學性能以及高溫穩(wěn)定性等的影響。研究表明:在惰性氣氛下，隨著鏈段中甲基苯基環(huán)硅氧烷的增多共聚物耐熱性提高并不明顯，但在空氣氣氛下的熱穩(wěn)定性明顯提高;隨著鏈段中甲基苯基環(huán)硅氧烷的增多