共聚氟硅膠的制備與性能研究.pdf

1、氟硅橡膠具有耐高低溫、耐溶劑和耐燃油性優(yōu)異等特點(diǎn)，在航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。在氟硅橡膠主鏈中引入二甲基硅氧烷單元，既可以降低材料成本，又可克服二甲基硅橡膠/氟硅橡膠共混硫化膠易分層、耐疲勞性差的缺點(diǎn)。本文采用1，3,5-三(三氟丙基)-1，3,5-三甲基環(huán)三硅氧烷(FD<,3>)/六里基環(huán)三硅氧烷(D<,3>)開環(huán)共聚制備不同組成的共聚氟硅膠，對陰離子本體開環(huán)共聚的環(huán)鏈平衡和共聚物分子量控制進(jìn)行了較為深入的研究，優(yōu)化了反應(yīng)

2、條件，為合成高轉(zhuǎn)化率、高分子量共聚氟硅膠提供了基礎(chǔ)。此外，論文還對共聚氟硅膠的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了初步研究。 在烷基鋰催化劑和促進(jìn)劑存在下進(jìn)行FD<,3>/D<,3>開環(huán)共聚，采用凝膠滲透色譜儀分析體系組成，研究開環(huán)共聚體系的環(huán)鏈平衡行為。發(fā)現(xiàn)聚合體系由聚合物、三氟丙基甲基硅氧烷小分子環(huán)體(FD<,x>，x=3～6)和二甲基硅氧烷小分子環(huán)體(D<,x>,x=3～6)組成。隨著聚合進(jìn)行，聚合物含量通常先增加后下降，并逐漸趨于平衡。三氟

3、丙基甲基硅氧烷小分子環(huán)體含量經(jīng)歷先下降后上升的變化，而二甲基硅氧烷小分子環(huán)體含量逐漸下降。依據(jù)聚合轉(zhuǎn)化率和體系組成隨時間的變化，把反應(yīng)過程劃分為四個階段：單體消耗階段、第一環(huán)鏈平衡階段、回咬階段、第二環(huán)鏈平衡階段。 其次，對FD<,3>/D<,3>開環(huán)共聚物分子量的影響因素及其變化行為進(jìn)行了研究。為了合成高分子量共聚氟硅膠，要嚴(yán)格控制聚合體系的水、氧和二氧化碳含量。對于FD<,3>/D<,3>共聚體系，投料方式以采用先將FD<,

4、3>/D<,3>混合再加入催化劑的方式為宜。當(dāng)FD<,3>含量較小時，共聚反應(yīng)行為接近D<,3>均聚體系行為；當(dāng)FD<,3>比例較大時，共聚反應(yīng)行為則接近FD<,3>均聚體系行為。FD<,3>均聚、D<,3>均聚和FD<,3>/D<,3>共聚體系的分子量隨聚合時間的變化行為類似，分子量都先隨時間增長而快速增長，然后下降并趨于平衡。不同的是，F(xiàn)D<,3>含量高的聚合體系比FD<,3>含量低的聚合體系更早達(dá)到最大分子量，這是FD<,3>反應(yīng)

5、活性大于D<,3>所致。催化劑濃度增加，反應(yīng)加快，達(dá)到平衡所需的時間縮短，分子量降低。增加促進(jìn)劑濃度、升高溫度可以加快反應(yīng)速率。實驗得到合成高分子量、低小分子環(huán)體含量氟硅生膠的優(yōu)化反應(yīng)條件：催化劑摩爾分率1.7×10<'-3>，促進(jìn)劑摩爾分率0.2，溫度80℃，聚合時間300min。對不同組成共聚氟硅膠的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)共聚氟硅膠中含氟硅氧烷鏈節(jié)的摩爾分率高于投料單體中FD<,3>的摩爾分率，這是由于FD<,3>反應(yīng)活性大于D<,3