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《北京化工大学》 2017年
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含氟聚硅氧烷的合成、硫化及改性

吴佳伟  
【摘要】:有机硅是一种具有优异的耐高低温性、耐候性和耐老化性的聚合物,应用范围广泛。有机氟聚合物则具备突出的耐饱和蒸气性、耐油性和耐溶剂性。含氟聚硅氧烷结合了两者优异的综合性能,可广泛在航空航天、汽车等领域使用。本文把八甲基环四硅氧烷和甲基三氟丙基环三硅氧烷作为单体原料,在α,ω-双(四甲铵)聚二甲基硅氧烷引发下进行阴离子开环聚合,实验证明该方法可成功合成综合性能优异的含氟聚硅氧烷,并对其在合成、硫化、改性方面做了深入的研究。论文主要工作如下:1.在α,ω-双(四甲铵)聚二甲基硅氧烷引发下,通过阴离子开环聚合合成了含氟聚硅氧烷,并对其进行了 FT-IR、1H-NMR的结构表征,证实了含氟聚硅氧烷的成功合成。之后又探索了引发剂种类与浓度、反应时间、封端剂以及后处理几个因素对实验的影响,以此来确定反应的最佳条件,最终确定的反应条件为:(1)α,ω-双(四甲铵)聚二甲基硅氧烷浓度为0.0025%~0.005%;(2)反应时间140min;(3)封端剂用量可以调节聚合物的分子量;(4)利用异丙醇进行萃取后处理,萃取次数为三次。2.以端羟基含氟聚硅氧烷为基胶,加入改性气相二氧化硅填料、正硅酸乙酯硫化剂以及二月桂酸二丁基锡催化剂,在室温下硫化制备了含氟硅橡胶,探索了气相白炭黑用量、正硅酸乙酯用量对橡胶力学性能的影响,同时也研究了含氟量对橡胶的表干时间、耐老化性能、耐油耐溶剂性能以及热稳定性的影响。实验结果表明,气相白炭黑以及正硅酸乙酯对橡胶力学性能的影响有相似之处。随着两者用量的增加,橡胶断裂伸长率降低,硬度增加,拉伸强度先增大后减少。另外,随着含氟聚硅氧烷中含氟量的增加,表干时间不断延长,耐老化性能变差,耐油耐溶剂性变好,热稳定性变差。3.以端羟基含氟聚硅氧烷作为改性剂,二月硅酸二丁基锡为催化剂,乙酸乙酯为溶剂,合成了含氟聚硅氧烷改性环氧树脂聚合物,通过FT-IR、1H-NMR分析其化学结构,证明了含氟聚硅氧烷改性环氧树脂聚合物的成功合成。研究和探索了改性聚合物的力学性能、表面性能以及热性能。实验结果表明,含氟聚硅氧烷的引入会降低环氧树脂的拉伸强度和弯曲强度,但是断裂伸长率会增大;会增强环氧树脂的疏水性能;会加强热稳定性能;会降低玻璃化转变温度。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O634.41

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