硅橡膠-硅樹脂復(fù)合微粉的研究.pdf

1、本文通過四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(Vi-D4)與八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)共聚,將雙鍵引入聚硅氧烷線型分子,以過硫酸鉀(KPS)引發(fā)雙鍵交聯(lián)得到一定交聯(lián)度的硅橡膠乳膠粒子。以此為種子乳液進(jìn)一步反應(yīng),使甲基三甲氧基硅烷(MTMS)在種子乳膠粒表面反應(yīng)形成硅樹脂殼層,得到硅樹脂包覆硅橡膠的核-殼乳膠粒子。將得到的硅橡膠改性環(huán)氧樹脂,研究了硅橡膠粒子和核-殼粒子改性環(huán)氧樹脂的機(jī)械性能。以十二烷基苯磺酸鈉為乳化劑、硫酸為催化劑,進(jìn)行D4與Vi-D

2、4陽離子開環(huán)共聚,得到了聚硅氧烷乳液。比較了超聲預(yù)乳化和機(jī)械攪拌預(yù)乳化對(duì)預(yù)乳液粒徑分布、聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及乳液粒徑分布的影響,發(fā)現(xiàn)超聲預(yù)乳化聚合中同時(shí)存在小液滴成核和膠束成核;用超聲預(yù)乳化得到的乳液穩(wěn)定,最終轉(zhuǎn)化率較高。研究了單體比例、聚合溫度、催化劑濃度和乳化劑濃度對(duì)聚合動(dòng)力學(xué)及乳液粒徑分布的影響。通過色譜分析計(jì)算得到D4與Vi-D4共聚的競(jìng)聚率分別為rD4=1.3572;rVi-D4=0.3583,并對(duì)共聚物組成隨轉(zhuǎn)化率的變化進(jìn)行了預(yù)

3、測(cè)。研究了預(yù)聚物中Vi-D4配比、溫度及KPS加入方式對(duì)硅氧烷預(yù)聚物交聯(lián)及乳液粒徑分布的影響。Vi-D4配比增加,溫度升高都使硅橡膠的凝膠分率增加;60℃時(shí)乳液粒徑分布較寬,而90℃時(shí)乳液平均粒徑較大。KPS與H2SO4同時(shí)加入使凝膠分率下降。研究了工藝條件對(duì)核-殼粒子形成的影響,中性條件和弱酸弱堿條件下MTMS凝膠反應(yīng)較為緩和,乳液穩(wěn)定。MTMS質(zhì)量分率較大時(shí)乳膠粒之間容易聚并。采用單體預(yù)溶脹法得到的乳液平均粒徑與預(yù)測(cè)值的差別比半連續(xù)

4、滴加法大。透射電鏡觀察證實(shí)了核-殼結(jié)構(gòu)的形成。橡膠改性環(huán)氧樹脂的機(jī)械性能表明,改性環(huán)氧樹脂的彎曲模量、彎曲強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)基本上低于純環(huán)氧樹脂,并隨橡膠粒子質(zhì)量分率的增加而減小;兩種改性環(huán)氧樹脂的沖擊強(qiáng)度都大于純環(huán)氧樹脂,并在橡膠粒子質(zhì)量分率10％的時(shí)候出現(xiàn)峰值;改性環(huán)氧樹脂的機(jī)械性能隨硅橡膠的凝膠分率增大而增強(qiáng)。電鏡圖片表明,純環(huán)氧樹脂斷裂面呈現(xiàn)明顯的脆性斷裂,而改性環(huán)氧樹脂為韌性斷裂。核-殼型粒子在環(huán)氧樹脂中的分散性能比硅硅橡膠粒子好