基于氨基與氯丙基反應制備新型交聯體系硅橡膠與性能研究.pdf

1、硅橡膠具有很多獨特而優(yōu)異的性能，如耐熱性、耐寒性、耐老化性、電氣絕緣性以及特殊的表面性能等。然而，現有硅橡膠的物理機械性能較普通橡膠差，這在一定程度上限制了硅橡膠的應用范圍。所以，如何有效地提高硅橡膠的物理機械性能，成為硅橡膠領域中的一個重要研究內容。目前，提高硅橡膠力學性能主要是以過氧化物交聯體系或硅氫加成交聯體系為基礎，以甲基乙烯基聚硅氧烷為基膠，或采用改進配方，或優(yōu)化合成工藝，或通過與其它橡膠共混的方法。而對于通過研發(fā)新型交聯體系

2、提高硅橡膠性能的報道則非常少見。集中交聯是提高高溫硫化硅橡膠力學性能的有效方法，尤其有利于撕裂強度的提高。因此，采用新型交聯體系，并使用可以產生集中交聯效應的交聯劑，有望獲得性能優(yōu)異的高溫硫化硅橡膠。
　　以甲基氯丙基聚硅氧烷(CPPS)為基膠，含多氨（胺）基有機化合物為交聯劑，通過NH鍵與氯丙基之間的縮合反應，無需使用催化劑，可以制備高溫硫化硅橡膠。基于此，本論文從交聯劑的結構設計入手，合成或選取具有特殊結構的含多氨（胺）基的樹

3、枝狀大分子、遙爪聚合物、硅烷偶聯劑修飾的二氧化硅、多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)等為交聯劑，以期在交聯網絡中形成集中交聯，獲得性能優(yōu)異的高溫硫化硅橡膠。本論文的主要研究內容包括:
　　首先合成了CPPS，然后以CPPS為基膠，聚酰胺胺樹枝狀大分子PAMAM為交聯劑，制備了高溫硫化硅橡膠。系統(tǒng)考察了一段硫化溫度、二段硫化溫度及PAMAM用量等對硅橡膠力學性能的影響，結合硫化特性測試，確定了最佳的硫化條件，得到了拉伸強度、撕裂強度、

4、斷裂伸長率和硬度分別為9.34 MPa、47.7kN/m、689％和59HA的硫化硅橡膠。研究結果表明，PAMAM在新型交聯體系中顯示出優(yōu)良的集中交聯效應，但由于分子內部的部分N-H鍵難于參加反應，PAMAM代數的提高對制備的硅橡膠的力學性能影響不大。
　　制備了以含硅氧烷聚酰胺胺樹枝狀大分子Si-PAMAM為交聯劑，CPPS為基膠的高溫硫化硅橡膠?？疾炝薙i-PAMAM用量對硅橡膠力學性能的影響。研究結果表明，與PAMAM為交聯

5、劑相比，使用Si-PAMAM為交聯劑得到了力學性能更好的硫化硅橡膠，拉伸強度、撕裂強度、斷裂伸長率和硬度分別達到了10.06MPa、47.9 kN/m、962％和60 HA。
　　設計合成了氨丙基封端聚硅氧烷(APPDMS)和多氨基封端遙爪聚硅氧烷(MATPS)，用紅外光譜(FT-IR)和核磁共振光譜(NMR)等對產物結構進行了表征。然后分別以APPDMS和MATPS為交聯劑，CPPS為基膠，制備了硫化硅橡膠(MCSR/APPDM

6、S和MCSR/MATPS)。通過對硫化特性的分析，確定了較適宜的一段硫化溫度。研究了白炭黑TS530用量和交聯劑用量對MCSR/APPDMS或MCSR/MATPS力學性能的影響。結果發(fā)現，MCSR/MATPS的力學性能優(yōu)于MCSR/APPDMS。
　　用氨丙基三乙氧基硅烷偶聯劑(APTES)修飾白炭黑M-5，得到了一系列表面不同氨基含量的二氧化硅(APS)。用APS作為交聯劑，CPPS為基膠，制備了系列高溫硫化硅橡膠。用掃描電鏡觀

7、察發(fā)現，APS在聚合物基體中有較好的分散性。通過無轉子硫化儀測定了硅橡膠的硫化特性，考察了白炭黑TS530和交聯劑用量對硅橡膠硫化特性以及力學性能的影響，確定了制備硅橡膠的最佳條件，得到的硫化膠的拉伸強度為7.32 MPa，撕裂強度為40.2 kN/m，斷裂伸長率為899％。
　　合成了八氨基苯基倍半硅氧烷(OAPS)和苯胺基甲基倍半硅氧烷(NPAMS)兩種氨（胺）基功能化POSS。通過FT-IR、NMR和元素分析對OAPS和NP

8、AMS的結構進行了表征。分別用溶液共混法和機械共混法制備了以OAPS或NPAMS為交聯劑，CPPS為基膠的高溫硫化硅橡膠(MCSR/OAPS和MCSR/NPAMS)。研究了OAPS或NPAMS在CPPS基體中的分散性，考察了交聯劑用量和制備方法對硅橡膠力學性能的影響，結果顯示，溶液共混法使得OAPS或NPAMS與CPPS基體之間的相容性更好，利于提高硅橡膠的力學性能。得到的MCSR/OAPS的拉伸強度為9.82 MPa，撕裂強度為42.