含羰基端羟基硅氧烷改性聚氨酯弹性体的结构及性能

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)和含羰基的端羟基硅氧烷(PDMS-C)为混合软段,采用预聚体法合成了一系列PDMS-C改性聚氨酯弹性体(SPUs),用傅里叶变换红外光谱对其结构进行了表征,并考察了PTMG与PDMS-C的摩尔比对SPUs力学性能和耐高低温性能的影响。结果表明,PDMS-C成功接枝到聚氨酯链段中。随着PDMS-C含量的增大,SPUs的拉伸强度降低,但与普通端羟基硅氧烷改性聚氨酯相比,其拉伸强度保持率大幅提高;随着PDMS-C含量的增大,SPUs的耐高低温性能均得到改善。

端羟基硅氧烷改性的高固含率水性聚氨酯的合成及性能研究

以聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯、端羟基硅氧烷和异佛尔酮二异氰酸酯等为主要原料,以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和磺酸型扩链剂(HSJ)为亲水扩链剂,采用自乳化和外乳化相结合的方法合成了阴离子型高固含率水性聚氨酯(WPU);考察了扩链剂、外乳化剂和端羟基硅氧烷的用量对WPU乳液和胶膜性能的影响;采用FTIR、倒置荧光相差显微镜对WPU进行了结构表征,采用TG技术对WPU胶膜的热性能进行了分析。实验结果表明,当体系中DMPA、HSJ、外乳化剂、端羟基硅氧烷的质量分数分别为1.6%,0.25%,1.6%,2.0%时,合成的WPU乳液黏度低、稳定性好、固含率可达53%左右,WPU胶膜的耐水性和耐热性好,性能与进口试样相近。

羟基硅氧烷预聚物的合成

用氯硅烷混合单体及混合溶剂共水解法制得了具有反应性的羟基硅氧烷预聚物，探讨了温度、介质酸度及溶剂对水解体系的影响和硅酸的控制缩聚。

端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂耐受性能研究

采用异辛酸铋(IBAOB)作为催化剂,加入不同质量分数的端羟基聚二甲基硅氧烷(HTPDMS)与692-2KA型环氧树脂合成一系列改性环氧树脂,使用傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物进行结构表征,结果表明环氧树脂与HTPDMS发生了缩聚反应。对固化体系进行了XRD衍射,对XRD衍射曲线进行分析,结果表明改性后固化物衍射角在20°附近衍射峰较改性前要弱很多,这说明固化了48 h后,改性后固化物的固化度更高。通过凝胶实验和耐温性能、力学性能、水接触角和耐水性能等方面的测试,研究了不同质量分数HTPDMS对环氧树脂性能的影响。结果表明,HTPDMS体系环氧树脂损失了部分拉伸性能,但表现出了更好的耐水性能和耐温性能,同时硬度和疏水性也得到了提升,其中HTPDMS20%环氧树脂体系耐受性能和固化程度最好,这表明端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂具有较好的耐受性能,有望在实际工程中得到广泛应用。

有水条件下羟基聚硅氧烷一步合成的反应动力学模型

以四甲基氢氧化铵为引发剂 ,八甲基环四硅氧烷为单体 ,水为封端剂 ,在改进的工艺条件下 ,一步制得羟基聚硅氧烷 .并采用凝胶色谱 (GPC)研究上述一步合成法的动力学 .在经典的环硅氧烷阴离子开环聚合理论基础上 ,结合水对反应的影响 ,提出一步合成法的反应机理并推导了反应动力学模型 .同时应用该模型定量计算出活性中心浓度 ,发现活性中心浓度随反应分迟滞期、增长期、恒定期 3个阶段 .而不同反应阶段活性中心络合结构的红外光谱 (FT IR)检测证实了上述结论 .

在微量水存在下一步法合成羟基聚硅氧烷的动力学特征

以八甲基环四硅氧烷为单体,四甲基氢氧化铵为催化剂,水作封端剂,在较高温度、排氧加压密闭的条件下,一步合成羟基聚硅氧烷。采用重量法测定转化率,根据聚合机理,导得动力学模型:ee[]ln{1}1[]1[]bkBtAA-=---。在此基础上,探讨温度、催化剂、水量等条件对聚合速率及聚合物特性粘数的影响,得到聚合活化能为91.4kJ穖ol-1。研究还发现,反应混合物粘度和聚合物特性粘数随转化率单调递增,这为连续法一步合成羟基硅氧烷创造了条件。

α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷和交联聚苯乙烯共混物的制备、硫化及力学性能

以二乙烯苯(DVB)为交联剂,在过氧化苯甲酰(BPO)的引发下,苯乙烯(St)可在α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)中就地进行自由基聚合,当体系中DVB的量控制在DVB/St≤2.0%(质量)范围内即可获得稳定的、具有流动性的α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)/交联聚苯乙烯(CLPS)共混物。向共混物中加入过量的甲基三乙氧基硅烷(MTES)可使其在室温下硫化成弹性体材料。其力学性能明显优于PDMS/PS共混物的硫化材料。并且随着MTES量的增加,材料的拉伸强度增强而断裂伸长率逐渐降低。此外,在PDMS/CLPS共混物的TEM研究中发现了特殊的微观相分离结构。

高分子量羟基聚硅氧烷的合成及其在医用有机硅压敏胶中的应用

以八甲基环四硅氧烷 ( D4 )或二甲基环氧硅烷 ( DMC)为原料 ,碱性催化剂开环聚合制取高分子量羟基聚硅氧烷 ( DSR)。探讨了不同分子量 DSR对医用有机硅压敏胶 ( MSPSA)性能和应用影响。用分子量 190 ,0 0～ 62 0 ,0 0 0的 DSR制取的 MSPSA。

聚二羟基甲基硅氧烷改性聚醚酯弹性体的合成与表征

以对苯二甲酸二甲酯(DMT)、1,4丁二醇(BD)、聚乙二醇(PEG)和聚二羟基甲基硅氧烷(PDMS)为原料,采用熔融缩聚法一步合成了聚硅醚酯弹性体(PBT-co-PEG/PDMS)。通过红外光谱、核磁共振和凝胶色谱等分析方法对其分子结构和分子量进行了表征,用差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)研究了耐热性能,结果发现,PEG和PDMS参与了共聚反应,随着聚合物中聚二羟基甲基硅氧烷含量的增加,聚合物的数均分子量相应减小,PDMS含量为10%的共聚物数均分子量仅为3万;热分析结果表明,随着PDMS含量的增加,聚合物的熔点从175℃逐渐升高到200℃,同时起始降解温度也逐步提高。

四羟基多面体倍半硅氧烷/环氧树脂复合体系的制备及性能研究

采用环己基三氯硅烷为反应物,乙腈为溶剂,通过水解缩合反应合成出纯净的环己基六聚笼型倍半硅氧烷,通过FT-IR,29Si-NMR对其结构等进行了表征;通过将合成的环己基笼型硅氧烷进行水解,生成了一种新的带有稳定羟基的硅氧烷,并对产物进行了表征;用带有稳定羟基的硅氧烷对环氧树脂进行改性,并对所形成的复合材料的热稳定性、介电性、表面疏水性进行了研究,结果显示随着加入的四羟基多面体倍半硅氧烷的量的增加,复合体系的热稳定性、介电性能、表面疏水性得到明显改善。

羟基聚硅氧烷阳离子型乳液缩聚过程及分子量模型

以羟基聚硅氧烷齐聚物为单体,十二烷基二甲基苄基氢氧化铵(BDAH)为乳化剂兼催化剂,进行阳离子型乳液缩聚过程及动力学模型研究。研究结果表明:聚合过程中,体系界面张力及乳胶粒粒径保持恒定,单体不发生迁移,缩聚在单体液滴形成的乳胶粒界面上进行;在此基础上,推导了缩聚分子量模型:4ρkFt/ME=ln[(ME+M)/(ME-M)],lnME=-ΔH/RT+C,结合实验数据,获得kF阿累尼乌斯公式:kF=1.83×105e-27718/T,及缩聚反应焓:ΔH=10.8kJ·mol-1。

羟基聚甲基苯基硅氧烷的合成与表征

以甲基苯基二乙氧基硅烷(MPS)和八甲基环四硅氧烷(D4)为原料,在酸性条件下水解MPS,水解产物在碱催化下与D4开环共聚合制备了高苯基含量羟基封端的聚甲基苯基硅氧烷齐聚物(PMPS)。用GPC测试了相对分子质量及其分布;用FTIR,1H-NMR对其结构进行了表征。结果发现,在试样PMPS-6中,苯基结构单元与非苯基结构单元组成比为0.65,硅羟基质量分数为0.5%。

羟基聚硅氧烷一步合成的速率研究

以四甲基氢氧化铵为催化剂,八甲基环四硅氧烷为单体,水为封端剂,一步合成羟基聚硅氧烷。采用凝胶渗透色谱(GPC)测定上述一步合成法的转化率,并建立转化率-时间关系曲线的模型函数(Bolzman函数),获得聚合过程中的重要特征参数:最大转化速率rm,极限转化率x(∞)等。研究表明,温度升高,rm加快,x(∞)降低;催化剂浓度增加,rm加快,x(∞)也增加,而转化速率与催化剂浓度在一定的范围内呈1级动力学关系;水浓度增加,rm降低,同时x(∞)也降低。

羟基聚硅氧烷在单螺杆挤出机中的脱挥

研究了α ,ω -二羟基聚二甲基硅氧烷在单螺杆挤出机中的脱挥 ,分析了影响脱挥效果的因素。结果表明 ,温度与真空度是影响脱挥效果的关键参数。温度升高 ,脱挥效果提高 ,最佳温度为 2 0 0～2 2 0℃ ;真空度升高 ,脱挥效果提高 ,但同时增加了冒料的可能性 ,适宜的真空度为 2 4～ 2 8kPa。

端羟基聚硅氧烷改性非离子型水性聚氨酯表面活性剂的合成

以蓖麻油、聚乙二醇-1000(PEG-1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)等为反应原料,得到了PDMS改性非离子型水性聚氨酯表面活性剂(WPUS).采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、粒径分布测试等对改性前后WPUS的结构进行了表征,并测定了改性前后WPUS的表面张力、临界胶束浓度(CMC)及浊点等性能.结果表明:改性WPUS水溶液的最低表面张力为28.05mN·m-1,浊点为94.0℃,临界胶束浓度为27.5g·L-1;中位粒径为193.48nm,数均分子量为2986,重均分子量为9677,分散系数为3.24.PDMS改性非离子型WPUS的综合性能优异.

端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂基形状记忆材料

氢化双酚A型环氧树脂(AL-3040)与端羟基聚二甲基硅氧烷(HTPDMS)在偶联剂(KH-550)作用下反应制得AL-3040环氧树脂-HTPDMS嵌段共聚物。以此共聚物作为增容剂改善AL-3040与HTPDMS之间的相容性,引入柔性Si-O-Si链段对环氧树脂进行增韧改性,以甲基六氢苯酐(Me HHPA)为固化剂,制备了一种高性能HTPDMS改性形状记忆环氧树脂(SMEP)。研究发现,HTPDMS能明显改善AL-3040环氧树脂韧性。随着增容剂用量的增加,SMEP的拉伸强度和玻璃化温度(Tg)随之下降,冲击强度、断裂伸长率逐渐上升。随着增容剂用量增加,SMEP的形状固定率随之下降,形状回复率呈上升趋势。重复10次形状记忆性能测试,形状固定率和形状回复率保持在96%以上。

羟基封端聚甲基苯基硅氧烷的制备及表征

以低摩尔质量的羟基硅油和甲基苯基环硅氧烷为原料、四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]硅醇盐为催化剂,通过平衡共聚反应制备了羟基封端聚甲基苯基硅氧烷。研究了原料配比、催化剂用量、反应时间、反应温度等因素对聚合物制备的影响。通过红外光谱,热裂解气质联用等方法对制备的产物进行了结构表征。结果表明,当(CH3)4NOH质量分数为0.04,反应温度110℃,反应时间为6h,甲基苯基硅氧链节与二甲基硅氧链节的量之比为1:1,可制得不同苯基含量的羟基封端聚甲基苯基硅氧烷。

α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷和聚苯乙烯共混物的制备、硫化及力学性能研究

以α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷(PDMSO)和苯乙烯(St)为原料,在过氧化苯甲酰(BPO)存在下,St在PDMSO中进行自由基聚合,获得了在室温下稳定的、可流动的α,ω-羟基聚二甲基硅氧烷(PDMSO)和聚苯乙烯(PS)的共混物(PDMSO/PS),对共混物做了透射电镜测试(TEM),照片显示,PS作为分散相分散在PDMSO的连续相中。用二丁基二月桂酸锡作催化剂,甲基三乙氧基硅烷作硫化剂,在室温下对该共混物进行了硫化成型;对所得硫化胶片进行了力学性能测试。结果表明,胶片具有较好的拉伸强度和弹性。

端羟基聚二甲基硅氧烷制备的改进

以八甲基环四硅氧烷为单体,四甲基四乙烯基环四硅氧烷为改性单体,羟基硅油为封端剂和相对分子质量调节剂,四甲基氢氧化铵为催化剂,在羟基硅油质量分数小于0.13%,催化剂质量分数为0.004%～0.007%时,采用共聚法制备了相对分子质量大于45×104,收率大于90%的端羟基聚二甲基硅氧烷。结果表明,随羟基硅油质量分数的增加,试样的相对分子质量和收率都呈下降的趋势;随四甲基氢氧化铵质量分数的增大,试样相对分子质量减小而收率逐渐增加并趋向平稳。

羟基封端聚二甲基硅氧烷低聚物阴离子乳液聚合研究

用羟基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)低聚物为原料通过阴离子乳液聚合制备了聚硅氧烷乳液。研究了各种因素对乳液粒子粒径和聚合速度的影响,结果表明乳液粒子粒径随乳化压力的增大、反应时间的延长、平衡状态时,温度的降低而减小;而乳化次数对乳液粒子粒径没有多大影响;在一定范围内乳液粒子粒径还随乳化剂 羟基封端PDMS低聚物的质量比和乳化剂 水的质量比增大而减小;聚合速度却随乳化剂 羟基封端PDMS低聚物的质量比和乳化剂 水的质量比增大而增大。