超細(xì)二氧化硅表面接枝超支化聚合物研究.pdf

1、超細(xì)二氧化硅由于其優(yōu)異的表面性能和力學(xué)性能而用作填料,廣泛添加于各種材料中。但其表面含有大量的活性硅羥基,使超細(xì)二氧化硅表面呈現(xiàn)親水疏油的特性,易于團(tuán)聚,直接填充到有機(jī)材料中,難以分散,很難發(fā)揮作用。
　　利用超支化聚合物表面改性是目前高分子材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一,由于其獨(dú)特的高支化分子結(jié)構(gòu)、低鏈纏結(jié),具有多分散性和低黏度的特點(diǎn),可以用于提高與其它材料的相容性。
　　本文研究了超支化聚酯和超支化聚酰胺表面接枝改性二氧化硅的聚

2、合反應(yīng),對(duì)反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)條件進(jìn)行了探討,并通過(guò)粒徑分析、紅外(FT-IR)表征、熱失重(TG)分析和黏度分析來(lái)研究超支化聚酯改性二氧化硅產(chǎn)物的接枝率、親水性等性能。用皂化值分析、氨基滴定的方法來(lái)表征超支化聚酰胺改性二氧化硅表面酯基和氨基含量,證明隨反應(yīng)代數(shù)增加,接枝產(chǎn)物表面氨基增加。
　　利用合成的超支化聚酯改性二氧化硅增韌環(huán)氧樹(shù)脂,對(duì)固化漆膜進(jìn)行外觀、鉛筆硬度、柔韌性和劃格試驗(yàn)的表征,分析不同接枝方法對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂增韌的不同作用。根

3、據(jù)以上研究,得到如下結(jié)論:
　　(1)超支化聚酯接枝超細(xì)二氧化硅(HB-PET-SiO2),其粒徑隨反應(yīng)物二羥甲基丙酸(DMPA)用量的增加而增加,分散均勻性隨二羥甲基丙酸(DMPA)用量增加而變好。當(dāng)γ-氨丙基三乙氧基硅烷硅烷(KH-550)改性的超細(xì)二氧化硅/DMPA的質(zhì)量比為1:3,對(duì)甲苯磺酸用量為DMPA總質(zhì)量的0.3％～0.5%,反應(yīng)溫度為150℃,加料方式分批添加,反應(yīng)時(shí)間為2h時(shí),所得到的3gDMPA改性二氧化硅(H

4、B-PET-G3-SiO2)的接枝率最高,為85.55%,且其親油性能最好,對(duì)液體石蠟黏度影響最小。
　　(2)超支化聚酰胺接枝超細(xì)二氧化硅(HB-PA-SiO2),其粒徑隨反應(yīng)代數(shù)增加而增加但幅度不大,因?yàn)槌Щ埘０分Щ潭却?空間位阻作用影響支化反應(yīng)的進(jìn)行。半代產(chǎn)物(HB-PA-G0.5-SiO2)皂化值為40.7724,計(jì)算得半代產(chǎn)物(HB-PA-G0.5-SiO2)改性二氧化硅表面的酯基含量為2.8929×10-3mol

5、/g。隨著反應(yīng)代數(shù)增加,表面氨基含量從未支化前7.9mmol/g,增加至一代產(chǎn)物(HB-PA-G1-SiO2)10.2mmol/g,二代產(chǎn)物(HB-PA-G2-SiO2)12.2mmol/g,表明反應(yīng)代數(shù)增加,表面超支化程度增加,接枝產(chǎn)物表面氨基含量增加,但由于分散均勻性差及空間位阻增加的影響,表面氨基含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論氨基含量。
　　(3)超支化聚酯改性二氧化硅(HB-PET-SiO2)增韌環(huán)氧樹(shù)脂,添加量為環(huán)氧樹(shù)脂E-44質(zhì)量的