聚甲基三氟丙基硅氧烷的聚合動(dòng)力學(xué)及其流變性能研究.pdf

1、聚甲基三氟丙基硅氧烷(PMTFPS)通常是以1，3，5-三甲基-1，3，5-三（3，3，3-三氟丙基）環(huán)三硅氧烷(D3F)為單體通過開環(huán)聚合反應(yīng)而得。聚甲基三氟丙基硅氧烷合成過程中存在的聚合物與小分子環(huán)體的平衡化、引發(fā)劑的活性、聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和分子量及其分布等科學(xué)問題，以及關(guān)于PMTFPS的一些物理性質(zhì)特別是流變性能需要進(jìn)一步深入研究。
　　本課題以D3F為單體，選擇硅醇鋰為引發(fā)劑，采用陰離子開環(huán)聚合反應(yīng)制備了數(shù)均分子量介于1.0

2、1×104～2.17×105 g/mol的聚甲基三氟丙基硅氧烷。利用核磁共振氫譜(1H NMR)、核磁共振硅譜(29Si NMR)、紅外光譜(FTIR)、凝膠滲透色譜(GPC)和烏氏粘度計(jì)對(duì)合成的聚甲基三氟丙基硅氧烷進(jìn)行了表征。利用GPC技術(shù)原位跟蹤了D3F/硅醇鋰反應(yīng)體系的聚合物的分子量以及D3F的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系，結(jié)果表明聚合反應(yīng)初期D3F的聚合速度均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，硅醇鋰引發(fā)劑體系可有效減弱聚合物與小分子環(huán)體的平衡化反應(yīng)

3、，形成分子量穩(wěn)定的聚甲基三氟丙基硅氧烷。有機(jī)小分子促進(jìn)劑可以調(diào)節(jié)硅醇鋰引發(fā)劑的活性，縮短聚合反應(yīng)的遲滯期，降低聚合反應(yīng)溫度，縮短聚合反應(yīng)時(shí)間。
　　論文工作對(duì)不同分子量的聚甲基三氟丙基硅氧烷的流變性能和熱行為進(jìn)行了深入的研究。利用流變儀研究了不同分子量的聚甲基三氟丙基硅氧烷的粘彈性行為、粘度、流體類型、粘溫性能、蠕變回復(fù)及觸變性等流變性質(zhì)，結(jié)果表明低分子量的PMTFPS聚合物在0.001～1000 s-1剪切速率下表現(xiàn)為類牛頓流體

4、的行為。高分子量（大于3.7×104 g/mol）的PMTFPS聚合物的彈性大于粘性，在0.001～1000s-1剪切速率下表現(xiàn)為假塑性流體的行為。PMTFPS聚合物的粘流活化能在32～36kJ/mol之間，大于聚二甲基硅氧烷的(17 kJ/mol)。PMTFPS的蠕變過程中形變與時(shí)間呈線性關(guān)系，外力撤除后形變?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)基本不發(fā)生回復(fù)。PMTFPS聚合物的瞬態(tài)剪切應(yīng)力響應(yīng)和觸變行為隨著分子量的增加而增強(qiáng)。通過示差掃描量熱法(DSC)研究