SYNERGETIC EFFECTS OF SILANE-GRAFTING AND EVA ON WATER TREE RESISTANCE OF LDPE

The synergetic influence of silane-grafting and polar additives （EVA） on the water tree resistance of the low density polyethylene has been investigated. A series of samples obtained before and after hydration have been characterized by measuring gel content, infrared spectroscopy （FTIR）, differential scanning calorimetry （DSC） and dielectric measurements. The results obtained clearly show that the silane condensation occurred and that the silane-grafting and polar additives have synergetic effects on the water tree resistance of LDPE with little influence on its dielectric properties, e.g. the dielectric breakdown strength, dielectric permittivity and loss tangent.

硅烷偶联剂改性对玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料力学性能的影响

为改善玄武岩纤维与乙烯基酯树脂的界面结合性能,分别采用质量分数为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的硅烷偶联剂KH550、KH560、A171对玄武岩纤维进行改性,采用模压成型工艺制备玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料。利用扫描电子显微镜、红外光谱仪和万能试验机等对玄武岩纤维的表面微观形貌和化学结构以及复合材料的力学性能进行测试与分析。结果表明:经质量分数为1%的硅烷偶联剂KH550、KH560、A171改性后的玄武岩纤维和乙烯基酯树脂的界面结合最好,经改性后的玄武岩纤维增强复合材料相比于未改性的弯曲强度分别提高了16.71%、14.96%、13.59%;冲击强度提高10.13%、8.84%、7.41%。综合考虑实验结果,3种硅烷偶联剂对复合材料的改性效果从大到小依次为KH550、KH560和A171。

ADDITION OF R_2Mg TO VINYL SILANE

In the early fifties, L. F. Cason and his coworkers discovered the addition of organic lithium compound to vinyl silane:

硅烷接枝交联聚乙烯的研究

用不同结构的乙烯基硅烷与聚乙烯进行熔融接枝及水解缩合交联反应，通过对接枝物的结构表征、交联行为以及交联前后结晶性能、高温应力～应变曲线的测定，研究了不同结构的乙烯基硅烷对硅烷与聚乙烯的接枝反应和交联反应的影响。结果表明，不同烷氧基的硅烷在接枝、交联性能上存在较大差异；接枝反应的活性与烷氧取代基的空间位阻效应和电子效应有关；在Ａ１７２接枝情况下，接枝大分子自由基的终止方式在促进接枝和大分子支化方面起着重要的作用；交联反应的速率与烷氧基的水解缩合反应能力有关，而交联程度则取决于硅烷的接枝率。由于交联网络的存在，硅烷交联聚乙烯的高温力学性能显著提高，交联密度决定了其抵抗变形的能力，硅烷接枝交联后，聚乙烯的结晶速率、熔点和结晶度都有不同程度的降低。

含硅芳炔单体的流变性及聚合物热分解

借助流变仪研究了苯基三苯乙炔基硅烷(PTPES)、乙烯基三苯乙炔基硅烷(VTPES)、二苯基二苯乙炔基硅烷(BPBPES)3种单体及其聚合物(TSAR)的流变性能,并利用热分析技术分析了共聚物的反应动力学,建立了热分解机理函数。流变分析表明,3种单体加工窗口超过150℃,具有良好的加工性能;热重分析显示,800℃时聚合物残炭率在70%左右;8种动力学分析证实,聚合物热分解反应级数n=4,反应活化能E=131.2 k J/mol。

硅烷接枝聚乙烯的表征

采用红外光谱（IR）测定了乙烯基三甲氧基硅烷（A171）接枝聚乙烯的硅烷特征吸收峰的吸光比，使用电感藕合等离子发射光谱仪（ICP—AES）测得硅炕接枝LLDPE、LDPE和HDPE的接枝率分别为0．671％～0．988％、0．349％～0．972％和0．254％～0．750％．与IR谱图结合，得到了吸光比与接枝率的标准工作曲线；采用核磁共振仪（NMR）测定了硅烷接技聚乙烯的^1H和^13C谱图，测算了接枝率和结构变化．验证了IR和ICP—AES的结果。

乙烯基硅氧烷改性丙烯酸酯乳液聚合的动力学及成核机理分析

用种子乳液聚合法研究了硅氧烷改性丙烯酸酯的乳液聚合，对影响种子乳液聚合动力学的因素进行讨论，并分析了乳液聚合的成核机理．实验结果表明：反应温度、引发剂浓度、乳化剂浓度和有机硅氧烷用量对有机硅改性丙烯酸酯乳液聚合动力学有较大的影响．反应温度越高，引发剂浓度越高、乳化剂浓度越高、有机硅氧烷用量相对较小，乳液聚合反应的转化率越高，此外，体系的pH值在6～8之间时也有利于反应的进行．种子乳液聚合中Rp∝[E]^0.72，RP∝[I]^0.56，表观活化能Ea为143．92kJ·mol^01．种子乳液聚合初期，反应主要是单体液滴成核；进入壳层反应时，反应成核主要是以胶束成核为主．

乙烯基硅烷接枝聚丙烯对聚丙烯/黄麻纤维复合材料性能的影响

用熔融挤出的方法制备了乙烯基硅烷(VS)接枝聚丙烯(PP-g-VS),用接枝改性后的聚丙烯(PP-g-VS)作为基体,与黄麻纤维经过挤出注射成型制备了聚丙烯/黄麻纤维复合材料(PP-g-VS/F)。利用红外光谱仪对接枝物进行了表征,并对复合材料的力学性能、吸水性和耐热性进行了测试,最后采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的拉伸断面进行了观察。结果表明,VS成功地接枝到了PP上;经改性后的复合材料的力学性能、耐水性和耐热性都得到提高;改性后的PP-g-VS与黄麻纤维之间的界面相容性得到了明显改善。

镀锌钢板表面稀土镧盐、硅烷协同钝化研究

提出了镀锌钢板的稀土镧盐、硅烷协同钝化工艺,先在镀锌钢板表面沉积一层稀土镧盐转化膜,再用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷处理得到复合膜.盐雾试验、醋酸铅点滴试验、失重实验和电化学交流阻抗谱(EIS)测定表明,复合膜的耐蚀性优于单一镧盐转化膜和常规铬酸盐转化膜.扫描电镜(SEM)结果表明,复合膜表面极其致密均匀平整.漆膜划格试验结果表明,复合膜附着力达到5B标准,再涂装性可靠.

EVA改性硅烷交联聚乙烯绝缘料

使用乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)对硅烷交联聚乙烯电力电缆绝缘料进行了改性。结果表明,EVA对绝缘料的熔体流动速率(MFR)、介电强度、热延伸性能影响较小,使其介电常数、热稳定性提高,体积电阻率、结晶度、交联度、拉伸强度下降。EVA的添加量在10phr之内,绝缘料的MFR、介电强度、热延伸性能、断裂伸长率、体积电阻率、交联度满足技术指标要求；EVA的添加量超过6phr时,绝缘料的拉伸强度和介电常数不能满足要求。

导热有机硅电子灌封胶的制备与性能研究

采用端乙烯基硅油为基胶、含氢硅油为交联剂、三氧化二铝(Al2O3)为导热填料,制备了导热有机硅电子灌封胶。研究了Al2O3的粒径及用量、不同粒径Al2O3并用和硅烷偶联剂对灌封胶性能的影响。结果表明,Al2O3的粒径越大,灌封胶的热导率越大,但拉伸强度和扯断伸长率减小,适合的Al2O3粒径为5μm或18μm;随着Al2O3用量的增加,灌封胶的热导率、拉伸强度增大,扯断伸长率先增后减,但黏度上升,Al2O3适合的加入量为150～200份;将不同粒径的Al2O3并用填充到灌封胶中可以提高灌封胶的热导率,当18μm Al2O3和5μm Al2O3的质量比为120∶80时,灌封胶的热导率达到0.716 W/(m.K),且对灌封胶的黏度和力学性能基本没影响;加入KH-570可改善灌封胶的力学性能,但热导率有所下降,适宜的用量为Al2O3质量的0.5%。

产水剂对硅烷接枝LDPE的交联作用

采用HAAKE流变仪作为反应器,将不饱和硅烷熔融接枝到低密度聚乙烯(LDPE)上,然后将产水剂加入该体系,深入研究了流变转矩的变化规律。结果表明,硅烷用量一定,交联剂过氧化二异丙苯(DCP)用量很小时(0.005phr),熔体的扭矩随时间增长缓慢;当DCP用量大于0.015phr,熔体的扭矩都呈现先升后降的趋势,且随着DCP用量的提高,扭矩增大,达到最高峰的时间提前;加入某些产水剂后,熔体的扭矩增长很快,特别是加入磷酸二氢钠或三聚氰胺甲醛树脂干胶粉产水剂,熔体扭矩均增加了一倍多,凝胶质量分数测定结果也证明了产水剂可以明显地提高LDPE的交联速度。

纳米Al(OH)_3表面改性及其在EVA中的阻燃应用

研究了硅烷偶联剂G湿法表面改性纳米Al（OH）3（ATH）及其在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）体系中的阻燃应用,确定了G的最佳质量分数1.5%和最佳改性pH值5～6.通过沉降试验、红外光谱及复合材料力学性能等对改性效果进行了表征：改性后粉体在液体石蜡中沉降速度明显降低,红外光谱图表明改性粉体表面有效键合了有机物质,拉伸测试表明添加改性粉体的复合材料力学性能明显提高.将改性纳米ATH应用于EVA阻燃,当无机填料质量分数为55%时,复合材料力学、阻燃性能即可达到性能要求.

乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅的超疏水改性研究

采用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)为改性剂,以氨水为p H调节剂制备改性二氧化硅(Si O2)超疏水材料。通过CA、FTIR和SEM对材料接触角、组成和形貌进行表征。考察了VTMO与Si O2的比例、反应时间、干燥时间对改性二氧化硅超疏水材料接触角和形貌的影响。结果表明,VTMO可在较短时间内改性二氧化硅制备出超疏水二氧化硅粉体,VTMO与Si O2比例对改性Si O2粉体的水接触角和微观二重结构有明显影响,而反应时间和干燥时间的影响较小。

乙烯基不饱和硅烷交联改性PP制备HMSPP

采用乙烯基不饱和硅烷接枝交联复合改性聚丙烯(PP)制备高熔体强度聚丙烯(HMSPP)。由正交试验可知,过氧化二苯甲酰对乙烯基长链不饱和硅烷交联改性PP制备的HMSPP熔体强度的影响最显著。通过优化实验得到的HMSPP熔体强度为19.9cN。二乙烯基苯(DVB)作为助交联剂可有效提高HMSPP的熔体强度,w(DVB)不宜超过1.0%。苯乙烯质量分数为1.0%时,对HMSPP链断裂抑制较明显。采用复合改性PP制备的HMSPP的断裂拉伸应变略有下降,熔体强度相比PP提高4.7倍,悬臂梁缺口冲击强度提高0.82倍。

硅烷接枝聚乙烯的加工流变性能

采用HAAKE流变仪作为反应器,将不饱和硅烷熔融接枝到低密度聚乙烯(LDPE),制得硅烷接枝聚乙烯,然后将该接枝料用于毛细管流变测试和熔体流动速率测试。实验结果表明,转速越高,扭矩曲线的峰值越大,达到最高峰的时间越短,并且料温上升也越快。毛细管流变测试表明体系为假塑性流体,表现出典型的切力变稀行为。随着剪切速率的增大和温度的升高,表观黏度都呈下降趋势。随着剪切速率的增大,体系的表观黏度对温度的依赖性减小。熔体流动速率(MFR)测试表明,硅烷接枝PE的MFR随引发剂用量的增多而减小,但并非呈线性关系。

硅烷偶联剂对纳米二氧化硅/硅橡胶复合材料界面作用及性能的影响

利用单官能团偶联剂六甲基二硅氮烷(HMDS)及双官能团偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)分别对纳米Si O2进行表面改性,制备了改性Si O2/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)复合材料,研究了2种偶联剂对Si O2的改性效果,表征了改性Si O2在MVQ中的分散状态,且考察了2种偶联剂对复合材料结合胶、动态力学性能、交联密度及拉伸性能的影响。结果表明,HMDS和KH-570都能实现对Si O2改性接枝,且2种改性Si O2具有相同的摩尔接枝率;HMDS改性Si O2分散于基体中,且存在一定量团聚体,而KH-570改性Si O2的分散性较好,部分达到原生粒子级分散,颗粒与基体相容性提高;低应变条件下,Si O2经改性后,复合材料的储能模量(G')和损耗因子(tanδ)下降,且KH-570改性体系的G'低于HMDS改性体系,而tanδ高于HMDS改性体系;在高应变条件下,未改性与改性Si O2/MVQ复合材料的G'趋于一致,而KH-570改性体系的tanδ低于HMDS改性体系;改性Si O2/MVQ复合材料具有更高的交联密度和拉伸性能,且KH-570改性体系的交联密度和拉伸性能均高于HMDS改性体系。

硅烷交联聚乙烯/氢氧化镁复合体系性能研究

采用单螺杆挤出机作为反应器,以氢氧化镁(MH)为无卤阻燃剂,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为增容改性剂,制备出硅烷交联聚乙烯无卤阻燃材料。通过测试体系氧指数、拉伸强度、断裂伸长率以及采用SEM观察材料断面形貌,研究了交联度、氢氧化镁和EVA用量对复合体系阻燃性能、力学性能的影响,及EVA对硅烷交联/氢氧化镁(SXPE/MH)的微观结构的影响。结果表明,当凝胶质量分数为69%时,复合体系的氧指数为26.4,比未交联的增加了7.3%,拉伸强度达到24.3 MPa,提高了55.8%;当m(MH)∶m(PE)=140∶100时,SXPE体系的氧指数达到28.5,但其拉伸强度为19.1 MPa,下降了20%,断裂伸长率仅为130%,下降了51.8%;当m(EVA)∶m(PE)=10∶100时,复合体系氧指数为27.3,断裂伸长率增加到270%,达到最大值,比未添加EVA体系断裂伸长率增加了64.6%。

乙烯基硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的制备及性能

通过氧化-还原引发自由基聚合反应,实现了乙烯基三乙氧基硅烷改性水性聚氨酯共聚反应。应用红外光谱测试(FTIR-ATR)表征了共聚产物,根据差示扫描量热测试(DSC)、热失重分析(TG)、X-射线衍射分析(XRD)测试分析了改性前后水性聚氨酯的热性能、结晶性能。实验结果表明,在偶联剂单体加入量为水性聚氨酯质量的2%时,体系交联度可达到12%,明显改善了水性聚氨酯疏水性,其耐水性提高了54%,耐丙酮性提高21%,断裂强度提高23 MPa。

硅烷接枝交联HDPE/LLDPE的研究

利用双螺杆挤出机对高密度聚乙烯（ Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ） 与线性低密度聚乙烯（ Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ） 的熔融共混以及与硅烷的接枝、交联反应进行了研究。实验发现： Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ 与 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 具有很好的相容性，少量 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 的存在对 Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ 拉伸性能的影响不大； Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 在共混物中的配比对硅烷接枝反应有很大的 影响， 随 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 含量增加，硅烷的接枝率提高，同时接枝物的熔体流动性下降；此外引发剂或硅烷的用量都对硅烷的接枝反应有影响。 Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ／ Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 交联共混物的交联密度随 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 含量的增加而增大，交联共混物的耐热性有所提高，高温力学性能得到一定程度的改善。