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《华东理工大学》 2011年
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三氟丙基甲基环三硅氧烷阴离子开环反应挤出聚合及其性能的研究

杨鹏  
【摘要】:本文的目标是创建氟硅聚合物本体阴离子开环聚合的反应挤出技术。首先以三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)为单体,硅醇钠为引发剂,乙酸乙酯(EA)为极性调节剂采用哈克流变仪模拟实施D3F阴离子开环聚合。结果表明当聚合反应温度为70℃,引发剂加入量为2.74wt%,EA加入量为3.21wt%,反应时间为4 min时,所得氟硅聚合物(PMTFPS)的数均分子量((?)=2.51×105)达到最大值,此时产率为92.7wt%,环状副产物含量为0.26wt%。当反应温度改为120℃,EA加入量改为2.38wt%,反应时间为4min时,所得PMTFPS的(?)达到最大值((?)=2.45×105),产率为89.2 wt%,环状副产物为0.74 wt%。表明在两种聚合反应过程中链反咬副反应均得到了有效的抑制。 继而在哈克流变仪模拟反应挤出的基础上,采用硅醇钠引发剂和EA极性调节剂实现了D3F的连续稳定阴离子开环反应挤出聚合。结果表明D3F喂料量为3.2 kg/h,引发剂喂料量为0.0125 kg/h,EA喂料量为0.13 kg/h,螺杆转速为25r/min时,PMTFPS的(?)和产率达到最大值,分别为2.41×105和90.5 wt%。过高的EA喂料量与反应温度将加快PMTFPS链的反咬与解聚,导致PMTFPS分子量和产率的降低,产生更多的环状硅氧烷副产物。 最后,在不加极性调节剂的情况下,利用高活性引发剂实现了D3F的阴离子开环反应挤出聚合,得到高分子质量((?)=3.16×105)和窄分子质量分布(D=1.36)含有乙烯基官能团的PMTFPS。性能测试表明制备的氟硅橡胶具有良好的耐油性能以及优异的撕裂强度。接着对D3F和八甲基环四硅氧烷(D4)的共聚反应进行了研究,表明可通过选择合适的极性调节剂和聚合工艺在短时间内实现D3F和D4的无规共聚合。 通过广角X-射线分析(WXRD),差示扫描量热仪(DSC),热失重(TGA-DTG)分析发现所合成的PMTFPS是低结晶聚合物并且可以在较宽的温度范围内使用。PMTFPS具有良好的热稳定性,其热降解受分子链端基的影响较大,当数均分子量达到0.77×105以上时,热降解的起始温度可达400℃以上。PMTFPS的热降解活化能均为136kJ/mol,这表明不同分子量的PMTFPS基本以同一种热降解机理降解。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O631.3

【参考文献】
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