超細二氧化硅表面接枝超支化聚合物研究.pdf

1、超細二氧化硅由于其優(yōu)異的表面性能和力學性能而用作填料,廣泛添加于各種材料中。但其表面含有大量的活性硅羥基,使超細二氧化硅表面呈現親水疏油的特性,易于團聚,直接填充到有機材料中,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域研究的熱點之一,由于其獨特的高支化分子結構、低鏈纏結,具有多分散性和低黏度的特點,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,對反應機理和反應條件進行了探討,并通過粒徑分析、紅外(FT-IR)表征、熱失重(TG)分析和黏度分析來研究超支化聚酯改性二氧化硅產物的接枝率、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,證明隨反應代數增加,接枝產物表面氨基增加。
　　利用合成的超支化聚酯改性二氧化硅增韌環(huán)氧樹脂,對固化漆膜進行外觀、鉛筆硬度、柔韌性和劃格試驗的表征,分析不同接枝方法對環(huán)氧樹脂增韌的不同作用。根

3、據以上研究,得到如下結論:
　　(1)超支化聚酯接枝超細二氧化硅(HB-PET-SiO2),其粒徑隨反應物二羥甲基丙酸(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γ-氨丙基三乙氧基硅烷硅烷(KH-550)改性的超細二氧化硅/DMPA的質量比為1:3,對甲苯磺酸用量為DMPA總質量的0.3％～0.5%,反應溫度為150℃,加料方式分批添加,反應時間為2h時,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,對液體石蠟黏度影響最小。
　　(2)超支化聚酰胺接枝超細二氧化硅(HB-PA-SiO2),其粒徑隨反應代數增加而增加但幅度不大,因為超支化聚酰胺支化程度大,空間位阻作用影響支化反應的進行。半代產物(HB-PA-G0.5-SiO2)皂化值為40.7724,計算得半代產物(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。隨著反應代數增加,表面氨基含量從未支化前7.9mmol/g,增加至一代產物(HB-PA-G1-SiO2)10.2mmol/g,二代產物(HB-PA-G2-SiO2)12.2mmol/g,表明反應代數增加,表面超支化程度增加,接枝產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,表面氨基含量遠遠小于理論氨基含量。
　　(3)超支化聚酯改性二氧化硅(HB-PET-SiO2)增韌環(huán)氧樹脂,添加量為環(huán)氧樹脂E-44質量的