响应面法优化双羟丙基封端聚硅氧烷的微波合成工艺研究

采用微波辐射法合成双羟丙基封端聚硅氧烷,将响应面分析法应用于1,3-双(3-三甲硅氧基丙基)四甲基二硅氧烷的合成工艺,通过Box-Behnken中心组合实验,考察原料摩尔配比、反应时间、微波辐射温度和催化剂加量四个因素对1,3-双(3-三甲硅氧基丙基)四甲基二硅氧烷收率的影响,得到最佳微波合成工艺参数并建立多元回归数学模型。结果表明:微波合成最佳反应条件n(2-烯丙基三甲基硅氧烷)/n(1,1,3,3-四甲基二硅氧烷)=2.4∶1,反应时间103 min,微波温度95℃,催化剂加量19 mg/kg,得到产物收率可达94.46%。以优化条件下制备的1,3-双(3-三甲硅氧基丙基)四甲基二硅氧烷为原料,制备出了双羟丙基封端聚硅氧烷,目标产物转化率可达90.5%。采用IR、1HNMR、GC对产品结构进行了表征。

木器用双羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂料的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯多元醇、二羟甲基丙酸、双羟丙基封端聚硅氧烷(HO-PDMS)等为原料,合成了聚硅氧烷-聚氨酯(HO-PDMS)的嵌段共聚物,对得到的产物进行了结构表征.对改性前后体系的涂膜性能进行了比较,结果表明:HO-PDMS能显著提高水性聚氨酯的耐水性,当HO-PDMS的质量分数为3%时,水性聚氨酯的综合性能较好,但硬度稍有下降.

羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚醚(N210)为原料,采用自制羟丙基封端聚硅氧烷(HP-PDMS)替代部分聚醚(N210),制备羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液,并用于涤纶织物涂层整理.研究改性剂HP-PDMS用量对乳液及胶膜性能的影响,测试涂层织物的应用性能.结果表明:随着HP-PDMS用量的增加,乳液粒径变大,稳定性变差,胶膜水接触角变大,吸水率变小.HP-PDMS用量为6%时,乳液稳定,胶膜水接触角为106.2°,吸水率为32.49%.与未改性的聚氨酯涂层织物相比,改性聚氨酯涂层织物静水压、柔软度均有所提高;与聚醚型聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂层织物相比,羟丙基封端聚硅氧烷改性水性聚氨酯涂层织物的静水压和接触角均有所提高,尤其接触角提高显著,达到136.1°.

羟丙基封端聚硅氧烷的合成及性质

用羟丙基封端剂 [1 3-二 (3-羟丙基 ) - 1 3-二甲基 - 1 3-二乙基二硅氧烷 ]和八甲基环四硅氧烷制备了一系列不同摩尔质量的α ω -二羟丙基聚硅氧烷。用定量分析、红外光谱及核磁共振谱对其进行了确证和表征 ,用端基分析法测定了其数均摩尔质量Mn,用乌氏粘度计测定了其特性粘数 [η],研究了α ,ω -二羟丙基聚硅氧烷的Mn 与 [η]的关系 ,得到了在不同摩尔质量范围内的关系式。结果表明 ,在聚硅氧烷中引入羟丙基后 ,相对于聚二甲基硅氧烷 ,其物理。

端羟丙基含氟聚硅氧烷的合成及其改性水性聚氨酯性能

采用端氢含氟聚硅氧烷和烯丙基醇为原料,以氯铂酸为催化剂,经硅氢加成合成端羟丙基含氟聚硅氧烷,并应用于改性水性聚氨酯。研究了合成因素对双键转化率的影响,优化了合成工艺条件;采用傅里叶红外、核磁以及凝胶渗透色谱对合成产物结构加以表征,并测定了改性水性聚氨酯乳液、胶膜和涂层织物的性能。结果表明,副反应抑制剂能有效抑制硅氢加成反应的副反应。端羟丙基含氟聚硅氧烷合成优化工艺条件为:副反应抑制剂用量0.2%,催化剂质量浓度60 mg/L,反应温度75℃,反应时间4 h。改性水性聚氨酯乳液粒径为45 nm,胶膜水接触角及吸水率分别为106.8°和28.1%。相对未改性水性聚氨酯,改性水性聚氨酯涂层织物拒水性得到明显改善。

双丁香酚封端聚硅氧烷与PC熔融共混及性能研究

以聚碳酸酯(PC)为基体树脂,加入双丁香酚封端聚硅氧烷(EMDnME),在双螺杆挤出机进行熔融共混,制备改性PC。采用核磁共振氢谱、扫描电子显微镜、熔融指数仪、热重分析仪、差示扫描量热仪对上述改性PC进行分析。结果表明,上述两种物质发生了脱水反应,EMDnME和PC以醚键连接;生成的改性PC在其他力学性能几乎没有变化的情况下,低温抗冲击性能、熔体质量流动速率、热分解温度均大幅提升,PC的加工性能和热稳定性得以有效提高。

双丁子香酚封端聚硅氧烷的合成

以双氢封端聚硅氧烷、丁子香酚为原料,通过硅氢加成制备了双丁子香酚封端聚硅氧烷,并用红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱等进行表征。结果表明,相比于三甲基氯硅烷,六甲基二硅氮烷更适合作为硅氢加成的羟基保护剂;此反应的最佳条件为:本体聚合、温度不超过100℃、反应时间4 h、催化剂用量10×10^(-6)。

1,3-双(3-羟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(BHTS)的合成及表征

采用三甲基硅氧烷及六甲基二硅氮烷与丙烯醇反应制得烯丙氧基三甲基硅烷(ATMS),对比二种方法得知用六甲基二硅氮烷制备时操作更加方便,产率可达到100%;再从ATMS出发,经硅氢加成,醇解生成1,3-双(3-羟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(BHTS),反应简单,安全,产率为90%。通过红外和核磁对各段产物进行表征,基本符合设想。

阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体的制备、表征及微观结构

以萜烯基环氧树脂（TME）与新戊二醇（NPG）反应,合成了萜烯基环氧树脂基多元醇（T-N）,再以端羟丙基聚硅氧烷（HTP）、2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）及2,2-二（羟甲基）丙酸（DMPA）改性T-N,制备了阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇（T-N-S）水分散体,并以红外光谱（FT-IR）、核磁共振光谱（NMR）表征了多元醇的化学结构。研究了反应条件、改性剂HTP用量等对多元醇水分散体稳定性及微观结构的影响。结果表明：DMPA与TDI物质的量比为1∶2,丙酮为溶剂（用量为反应物总质量的1.5～2倍）,丙酮回流温度（56℃）下反应3 h,再加入T-N及HTP,继续反应4 h,所合成的T-N-S能够较好地在水中分散。透射电子显微镜分析表明,当HTP用量为T-N质量的3%～12%时,制备的T-N-S水分散体粒子均为球形粒子,粒径范围100～300 nm。

有机硅改性水性聚氨酯基纸质文物保护液的制备及性能研究

本研究将羟丙基封端聚硅氧烷(HP-PDMS)作为混合软段,对水性聚氨酯(WPU)进行改性,分别制备WPU和有机硅改性水性聚氨酯(SIWPU)乳液,将乳液稀释20倍制得纸质文物保护液。用宣纸模拟纸质文物,探讨了含有不同添加量HP-PDMS的WPU和SIWPU保护液对宣纸的表观性能及老化前后力学性能的影响。结果表明,SIWPU乳液粒径较小且分布较窄,SIWPU胶膜在全紫外波段透过率均在30%以下,具有一定的紫外光屏蔽功能,同时耐水性较纯WPU胶膜有所提升;经过SIWPU保护液涂布的宣纸,其抗张指数和撕裂指数较宣纸最高可提高190.3%和135.2%,同时具有较好的抗干热老化性能。

反应型聚硅氧烷改性聚氨酯水分散体的合成及性能

采用N-[(1,1-二甲基-2-乙酰基)乙基]-β-二羟乙氨基丙酰胺(DDP)和双羟丙基封端聚硅氧烷(PDS)合成了反应型聚硅氧烷改性聚氨酯水分散体。测定了水分散体的黏度、表面张力、粒径、粒径分布及储存稳定性;观察了水分散体中粒子的聚集状态及胶膜断面的相分离形态;研究了水分散体成膜后胶膜的耐水和耐溶剂性能、凝胶含量、拉伸强度、断裂伸长率及热失重情况。实验结果表明,水分散体的黏度及表面张力随DDP含量的增加而增大,加入PDS后水分散体的黏度及表面张力减小;加入DDP和PDS均能提高胶膜的热稳定性;成膜时的交联反应及加入PDS显著提高了膜的耐水、耐溶剂性能和凝胶含量等性能,与聚氨酯水分散体相比,吸水率最大下降了45.83%,吸甲苯率最大下降了15.53%,凝胶质量分数最大增加了9.62%。

聚(丙烯酸酯-硅氧烷)杂化乳胶粒子的制备及性能

采用半连续-核壳乳液聚合技术制备了硬核-软壳且直链型双乙烯基封端的聚硅氧烷(VPS)沿半径方向非均匀分布的聚(丙烯酸酯-硅氧烷)杂化乳胶粒子。通过TEM、粒径分析、DSC、正置金相显微镜、EDS、ATR-FTIR、接触角(CA)等对杂化乳胶粒子及其膜的组成、结构和性能进行了表征与测试。结果表明:杂化乳胶粒子呈核壳结构,随壳层VPS含量增加,其平均粒径由119.4 nm增大到138.4 nm;VPS可迁移、富集到乳胶膜表面形成尺寸约1μm的VPS相,VPS含量增加和退火处理可提高杂化乳胶膜表面VPS的富集程度和相畴尺寸;杂化乳胶膜双重玻璃化转变的微相分离结构及VPS相畴的形成使其抗黏连性、柔韧性和硬度均得到提高,水接触角由61°提高到104°,疏水性显著增强,吸水率明显降低。

氟硅三嵌段聚合物的合成及其表面性能

以双端羟丙基聚硅氧烷与α-氯代异丁基酰氯反应得到多官能团大分子引发剂Cl-PDMS-Cl,以CuCl为催化剂、N-(2-吡啶亚甲基)-1-丙胺(PMPA)和2,2′-联吡啶(BPY)为催化剂配体,通过原子转移自由基聚合反应(ATRP)合成了聚甲基丙烯酸六氟丁酯-聚硅氧烷-聚甲基丙烯酸六氟丁酯(PHFBMA-b-PDMS-b-PHFBMA)。通过傅里叶变换红外光谱仪(IR)、核磁(NMR)对三嵌段聚合物的结构行了表征。以水/油接触角为主要指标,考察了聚合物中氟硅含量、溶剂及成膜温度对聚合物涂膜表面性能的影响,结果表明:以醋酸仲丁酯为溶剂,结构为HFBMA10-DMS88HFBMA10的三嵌段聚合物在100℃成膜,涂膜水、油接触角可达135.50°和123.33°,涂膜性能优良。

硅橡胶的合成与性能研究

合成分子量20 000左右的羟丙基封端聚硅氧烷,并以此为基胶,1,4—丁二醇为扩链剂,PTDI(封闭的TDI)为交联剂制备了硅橡胶,同时测试了所得硅橡胶的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、邵氏硬度等性能,讨论了硫化温度、硫化时间、催化剂用量等各种因素对硅橡胶性能的影响,并也与使用相应未封闭的TDI作交联剂进行了比较。