大分子硅烷偶聯(lián)劑的合成及其改善有機(jī)硅橡膠性能的研究.pdf

1、硅橡膠是以Si-O-Si為主鏈、烷基（如甲基、乙基、苯基等）為側(cè)基的線形聚硅氧烷經(jīng)過(guò)硫化交聯(lián)而形成的三維結(jié)構(gòu)彈性體。由于聚硅氧烷分子間作用力弱，形成的硅橡膠材料力學(xué)強(qiáng)度不高。通過(guò)共聚的方法在聚硅氧烷分子中引入極性鏈段以增強(qiáng)分子間作用力、改善橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及采用硅烷偶聯(lián)劑改善有機(jī)-無(wú)機(jī)兩相間作用力是三種增進(jìn)硅橡膠性能的有效方法。其中，富含乙烯基的交聯(lián)劑加入硅橡膠后會(huì)在橡膠基體中形成交聯(lián)密度相對(duì)較大的交聯(lián)點(diǎn)，產(chǎn)生集中交聯(lián)作用，增強(qiáng)橡膠的力

2、學(xué)性能。
　　本論文設(shè)計(jì)制備了將集中交聯(lián)與偶聯(lián)作用于一體的新型功能有機(jī)硅大分子，研究了其在硅橡膠增強(qiáng)方面的作用。經(jīng)甲基二烯丙基硅烷自身硅氫加成反應(yīng)制得末端為烯丙基的超支化聚硅碳烷。以八甲基環(huán)四硅氧、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷為原料經(jīng)陰離子開(kāi)環(huán)聚合制得多乙烯基硅油。繼而以乙烯基硅油(VSO)、和末端為乙烯基的超支化聚硅碳烷（HBP）為原料，利用硅氫加成反應(yīng)分別與三乙氧基硅烷進(jìn)行反應(yīng)，在其分子鏈上鍵合了烷氧基，制備出三種含多乙烯基的大分

3、子硅烷偶聯(lián)劑(MMSCA)。通過(guò)紅外光譜、核磁共振、滴定測(cè)試及凝膠滲透色譜等手段對(duì)含乙烯基大分子及大分子硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　將VSOs、HBP、MMSCAs分別用作硅橡膠交聯(lián)劑使用，制備了高溫硫化硅橡膠。通過(guò)掃描電子顯微鏡、平衡溶脹法、電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)和熱重分析儀對(duì)硅橡膠進(jìn)行了形貌、交聯(lián)密度、力學(xué)性能與熱穩(wěn)定性的表征。結(jié)果表明，隨著添加交聯(lián)劑中的乙烯基在硅橡膠中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，其交聯(lián)密度增加。而隨著添加交聯(lián)劑中的乙

4、氧基在硅橡膠中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，其交聯(lián)密度呈現(xiàn)不同的趨勢(shì)。這可以理解為乙氧基少量時(shí)，其能夠與白炭黑表面羥基較好地縮合，從而提高硅橡膠的交聯(lián)密度;硅橡膠中乙氧基用量增加，大分子硅烷偶聯(lián)劑中乙氧基產(chǎn)生的羥基自身縮合概率增加，與白炭黑粒子的作用不再明顯增強(qiáng)，致使交聯(lián)密度不再明顯增加。
　　大分子硅烷偶聯(lián)劑不僅在硅橡膠內(nèi)產(chǎn)生集中交聯(lián)作用，而且增加了與部分白炭黑粒子的相互作用，改善了聚合物與填料兩相之間的相互作用，達(dá)到改善硅橡膠機(jī)械性能的目的