活性端基液體氟醚橡膠的合成及固化性能研究.pdf

1、液體氟醚橡膠是一種主鏈和側(cè)鏈碳原子上的部分氫原子被氟原子取代且側(cè)鏈含有醚鍵的低分子共聚物。傳統(tǒng)的固體氟醚橡膠存在加工困難、使用形式受限等缺點，而液體氟醚橡膠在常溫下具有一定的流動性，且分子鏈兩端具有活性基團，因此有多種固化方式。由于液體氟醚橡膠具有優(yōu)異的耐寒、耐熱、耐油、耐氧化劑及加工性能，從汽車、飛機等油箱的密封到電子器件的粘接保護等領域皆具有廣泛應用，因此研究液體氟醚橡膠的制備、端基改性及固化性能具有重要的意義。
　　本文以高

2、分子量的偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚三元共聚物為原料，采用一步氧化降解法，成功制備出端羧基液體氟醚橡膠(FM-COOH)。產(chǎn)物是白色或淡黃色液體，50℃下流動性較好。反應機理是:偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚三元共聚物在堿的作用下消去HF形成C=C雙鍵，然后C=C雙鍵在氧化劑的作用下生成羧基。端羧基液體氟醚橡膠的羧基含量為0.35～2.67％，數(shù)均分子量為2100～13000。將高分子量的固體氟醚橡膠充分溶解在丙酮/石油醚

3、混合溶劑中，采用堿和氧化劑同時滴加的方法，有利于制備低分子量、高羧基含量的液體氟醚橡膠。該反應過程放出大量熱，需在冰水浴中進行。堿和氧化劑的用量是影響液體氟醚橡膠分子量和羧基含量的主要因素，當H2O2與KOH的摩爾比為1.5時，所得產(chǎn)物性能最好。
　　采用聚碳化二亞胺作固化劑，可以在室溫下得到端羧基液體氟醚橡膠的固化產(chǎn)物。固化產(chǎn)物的Tg為-33.26℃，與固體氟醚橡膠生膠相比沒有明顯變化，比普通端羧基液體氟橡膠固化產(chǎn)物的Tg低約3

4、0℃，可見端羧基液體氟醚橡膠具有優(yōu)異的低溫性能。其力學性能也比普通端羧基液體氟橡膠的固化產(chǎn)物優(yōu)異，拉伸強度為5～7MPa，斷裂伸長率為150～190％，而普通端羧基液體氟橡膠的固化產(chǎn)物拉伸強度為3～5.5MPa，斷裂伸長率為70～120％。由于引入了醚鍵，液體氟醚橡膠固化產(chǎn)物的耐熱性能和耐介質(zhì)性能比普通液體氟橡膠固化產(chǎn)物稍差一些。
　　以實驗室自制的F2461-COOH和FM-COOH為原料，采用酯化反應的方法，合成端羥基液體氟橡

5、膠F2461-OH和FM-OH。通過研究溶劑種類、催化劑種類和用量、溫度、反應時間及1，4-丁二醇與羧基的摩爾比對羧基轉(zhuǎn)化率的影響，所得端羥基液體氟橡膠的羧基轉(zhuǎn)化率由41.8％提高到76.8％，羥基含量為0.36％～0.62％，數(shù)均分子量為3000～12000。
　　以實驗室自制的F2461-OH和FM-OH作二元醇，與TDI反應可以合成含氟聚氨酯預聚體。反應條件為:在N2氛圍下，乙酸乙酯作溶劑，二月桂酸二丁基錫作催化劑，77℃反