大分子硅烷偶聯(lián)劑的合成及其改善有機硅橡膠性能的研究.pdf

1、硅橡膠是以Si-O-Si為主鏈、烷基（如甲基、乙基、苯基等）為側(cè)基的線形聚硅氧烷經(jīng)過硫化交聯(lián)而形成的三維結(jié)構(gòu)彈性體。由于聚硅氧烷分子間作用力弱，形成的硅橡膠材料力學(xué)強度不高。通過共聚的方法在聚硅氧烷分子中引入極性鏈段以增強分子間作用力、改善橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及采用硅烷偶聯(lián)劑改善有機-無機兩相間作用力是三種增進硅橡膠性能的有效方法。其中，富含乙烯基的交聯(lián)劑加入硅橡膠后會在橡膠基體中形成交聯(lián)密度相對較大的交聯(lián)點，產(chǎn)生集中交聯(lián)作用，增強橡膠的力

2、學(xué)性能。
　　本論文設(shè)計制備了將集中交聯(lián)與偶聯(lián)作用于一體的新型功能有機硅大分子，研究了其在硅橡膠增強方面的作用。經(jīng)甲基二烯丙基硅烷自身硅氫加成反應(yīng)制得末端為烯丙基的超支化聚硅碳烷。以八甲基環(huán)四硅氧、四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷為原料經(jīng)陰離子開環(huán)聚合制得多乙烯基硅油。繼而以乙烯基硅油(VSO)、和末端為乙烯基的超支化聚硅碳烷（HBP）為原料，利用硅氫加成反應(yīng)分別與三乙氧基硅烷進行反應(yīng)，在其分子鏈上鍵合了烷氧基，制備出三種含多乙烯基的大分

3、子硅烷偶聯(lián)劑(MMSCA)。通過紅外光譜、核磁共振、滴定測試及凝膠滲透色譜等手段對含乙烯基大分子及大分子硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)進行了表征。
　　將VSOs、HBP、MMSCAs分別用作硅橡膠交聯(lián)劑使用，制備了高溫硫化硅橡膠。通過掃描電子顯微鏡、平衡溶脹法、電子拉力實驗機和熱重分析儀對硅橡膠進行了形貌、交聯(lián)密度、力學(xué)性能與熱穩(wěn)定性的表征。結(jié)果表明，隨著添加交聯(lián)劑中的乙烯基在硅橡膠中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，其交聯(lián)密度增加。而隨著添加交聯(lián)劑中的乙

4、氧基在硅橡膠中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，其交聯(lián)密度呈現(xiàn)不同的趨勢。這可以理解為乙氧基少量時，其能夠與白炭黑表面羥基較好地縮合，從而提高硅橡膠的交聯(lián)密度;硅橡膠中乙氧基用量增加，大分子硅烷偶聯(lián)劑中乙氧基產(chǎn)生的羥基自身縮合概率增加，與白炭黑粒子的作用不再明顯增強，致使交聯(lián)密度不再明顯增加。
　　大分子硅烷偶聯(lián)劑不僅在硅橡膠內(nèi)產(chǎn)生集中交聯(lián)作用，而且增加了與部分白炭黑粒子的相互作用，改善了聚合物與填料兩相之間的相互作用，達到改善硅橡膠機械性能的目的