水基硅橡膠的制備、性能及應(yīng)用研究.pdf

1、硅橡膠具有許多優(yōu)異的性能使其在各個(gè)方面得到廣泛的應(yīng)用。但目前研究應(yīng)用較多的是溶劑型硅橡膠，它在合成和使用過(guò)程中需利用大量的有機(jī)溶劑，存在安全隱患，對(duì)人和環(huán)境都會(huì)造成危害。水基硅橡膠是用水代替有機(jī)溶劑分散硅橡膠顆粒所形成的乳膠，當(dāng)水分蒸發(fā)后，這些粒子能不可逆地聚結(jié)成有機(jī)硅橡膠彈性體。水基硅橡膠彌補(bǔ)了傳統(tǒng)溶劑型硅橡膠的缺點(diǎn)，使硅橡膠在使用過(guò)程中更加方便和環(huán)保。隨著水性化技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保法規(guī)的實(shí)施，關(guān)于水基硅橡膠的研究和應(yīng)用擁有廣闊前景。

2、r>　　本文首先研究了端羥基聚硅氧烷的乳液聚合反應(yīng)。單體D4（八甲基環(huán)四硅氧烷）在十二烷基苯磺酸的催化下進(jìn)行乳液聚合，選用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)/AEO-3的陰/非離子型混合表面活性劑作為乳液的乳化劑，制備出穩(wěn)定的大分子端羥基聚硅氧烷乳液。它作為水基硅橡膠的基膠，即硅橡膠的主體，帶有反應(yīng)性基團(tuán)能進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，為形成硅橡膠彈性體的合成提供原料。通過(guò)研究各合成條件對(duì)乳液性能的影響，得出較合適的乳液聚合工藝條件為:SDBS與AEO-3比

3、例為1∶4，表面活性劑用量和有機(jī)酸催化劑(DBSA)用量分別為D4單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的3％和5％，聚合反應(yīng)溫度85℃和聚合反應(yīng)時(shí)間為4h。此條件下合成的乳液粒徑為105.6nm，轉(zhuǎn)化率能達(dá)到88.7％，乳液分布均勻泛藍(lán)光有很好的穩(wěn)定性。
　　本文第二部分研究了水基硅橡膠的制備及其成膜性能。本課題選用甲基三乙氧基硅氧烷作為體系的交聯(lián)劑，三乙氧基能在水中水解為硅醇基并帶有三個(gè)反應(yīng)基團(tuán)，與羥基硅油的端羥基反應(yīng)使線型聚硅氧烷大分鏈交聯(lián)成網(wǎng)狀，并

4、用二丁基二月桂酸錫作為交聯(lián)反應(yīng)的催化劑。同時(shí)選用與乳液有很好相容性的硅溶膠作為補(bǔ)強(qiáng)劑。將各組分混合均勻后室溫放置一定時(shí)間烘干成硅橡膠膜，測(cè)試模的各項(xiàng)性能。通過(guò)研究各組分用量對(duì)所成硅橡膠模的性能的影響，發(fā)現(xiàn)隨著硅溶膠和交聯(lián)劑用量的增加，硅橡膠模的強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率都增加但超過(guò)一定值后導(dǎo)致過(guò)度交聯(lián)，力學(xué)性能又開(kāi)始下降，從而得出最佳的硅溶膠和交聯(lián)劑用量分別為端羥基硅油乳液質(zhì)量的25％和12.5％。研究發(fā)現(xiàn)催化劑用量對(duì)膜的機(jī)械性能影響不大，只是隨

5、用量的增加混合乳液凝固時(shí)間縮短，為便于應(yīng)用，催化劑用量選擇0.067％。研究室溫放置時(shí)間對(duì)模性能的影響，發(fā)現(xiàn)混合乳液液室溫放置至液體粘稠后就可烘干成膜，烘干后模與是室溫放置七天的模能達(dá)到相近的的力學(xué)性能，說(shuō)明乳液變粘稠后體系已經(jīng)完成了交聯(lián)反應(yīng)，烘干只是加速了水分的蒸發(fā)，對(duì)模的內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響不大，催化劑用量選定為0.067％，水基硅橡膠乳膠室溫反應(yīng)30min左右后就能烘干成膜且能達(dá)到最佳性能。
　　利用水基硅橡膠乳膠粘稠后薄層涂覆烘干

6、即可成為硅橡膠薄膜，本文第三部分將合成出的最佳水基硅橡膠乳膠薄層涂覆在織物上研究其涂層到織物上后對(duì)織物性能的影響。發(fā)現(xiàn)由于體系中大量乳化劑存在，涂層烘干后的滌綸織物能很快被水潤(rùn)濕，但隨著水洗次數(shù)的增加，其水接觸角逐漸增大，水洗10次后水接觸角能達(dá)到132°左右，表現(xiàn)出硅橡膠原本的拒水性。通過(guò)對(duì)比不同焙烘溫度不同焙烘時(shí)間對(duì)水洗10次后的涂層織物的撕破強(qiáng)力與水接觸角影響，得到最佳焙烘工藝條件為160℃焙烘3min。此外，整理后的滌綸織物還能