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甲基聚硅氧烷樹脂固化溫度

發布時間:2023-04-09 15:04:04

❶ 測定聚硅氧烷聚合度的方法

1、首先在密閉反應容器內加入四甲基氫氧化銨、八苯基環四硅氧烷、八甲基環四硅氧烷,高真空度脫水後持續反應制備線型甲基苯宏猜基聚硅氧烷。
2、其次對反應過程中差棗得到的產物進行取樣和檢測,其中取樣包括第一批次取樣和第二批次取樣,第一批次取樣的時間為反應溫度達到110℃時,然後每隔5~10min取樣一次,第二批次取樣的時間為反應開始4小時後,然後每隔15~30min取樣一次。
3、最後取樣得到的蔽慶型樣品進行測試,以上就是測定聚硅氧烷聚合度的方法。

❷ 甲基硅樹脂的制備

甲基硅樹脂可直接由甲基三氯硅烷水解制備,也可由甲基三乙氧基硅烷制備。1 由甲基三氯硅烷水解制備甲基硅樹脂甲基三氯硅烷直接與水反應即可生成甲基硅樹脂。但由於甲基三氯硅烷中含有三個活潑的Cl原子,水解縮聚反應速度極快,尤其是在反應溫度較高、鹽酸濃度大的條件下進行水解反應,得到的甲基硅樹脂往往是高度交聯、不溶不熔的白色固體。為製得可溶可熔的產品,通常需在較緩和的條件,如過量的冰-水或有機溶劑中進行水解反應。1.1 在冰-水中制備甲基硅樹脂在攪拌器轉速為200~240 r/min的耐酸反應釜中,加入 13份冰-水混合物,開動攪拌,使釜溫降到0 ℃,然後將1份甲基三氯硅烷以較快的速度均勻地加入;加料過程必須嚴格控制反應溫度不超過0 ℃。加料完畢攪拌1 min,然後沉降4~5 h,沉降過程溫度保持在0 ℃左右。沉降後,除去表面的絮狀物,傾出上層鹽酸溶液;在攪拌下緩緩加入70 ℃熱水,隨著水量的增加,樹脂凝集成白色粉狀物。將凝聚物用70 ℃熱水洗滌至中性,然後風干或真空乾燥,所得甲基硅樹脂具有以下性能:外觀:易粉碎白色固體溶解性:乙醇中全溶軟化點:40~47 ℃凝膠時間(150 ℃):9 min儲存期(室溫下):2~7 d將其與石棉、石英粉等填料在雙輥機上加熱、混煉,可製成耐熱性、耐電弧優異的模塑料,用於加工耐電弧絕緣電器元件。1.2 在有機溶劑中制備甲基硅樹脂工業生產中,甲基三氯硅烷的水解縮聚反應是在有機溶劑中進行的。常用溶劑有:甲苯、二甲苯、異丙醇、正丁醇等。具體操作方法是:將600份甲基三氯硅烷加到540份甲苯、118份水、27份氣相法白炭黑組成的糊狀物中進行水解反應;反應完後過濾、除酸,得到135 份甲基硅樹脂。該產品25 ℃下的粘度為600 mPa。s,室溫放置3 h即固化成不溶不熔物;若低溫放置(0 ℃以下)或配成溶液,儲存期可延長至 6~12個月。此產品可用作非透明材料如多孔石材、木材製品的防潮、耐磨、防風化表面塗料。

❸ 甲基六氫苯酐和環氧樹脂固化溫度

1. 甲基六氫苯酐和環氧樹脂的固化溫度在一定程度上是有關聯的,因為甲基六氫苯酐通常被用作環氧樹脂的固化劑。

2. 甲基六氫苯酐和環氧樹脂的固化溫度取決於具體的配比比例、固化劑的種類和使用條件等因素,一般情況下,固化溫度在室溫下或稍高溫度下進行。

3. 對於常規的環氧樹脂產品,固化溫度通常在70℃答穗毀-100℃之間,具體溫度還需根清備據實際情況進行調整。
此外,一些高性能的環氧樹脂產品需要在更高的溫度下進行固化,如150℃以上。

因此,甲基六氫苯酐和環氧樹脂的固化溫族搏度取決於多個因素,需要根據具體情況進行調整。

❹ 牙科流體樹脂的固化受溫度影響嗎

摘要:研究不同溫度(-75C至25C)對樟腦醌(0Q/4N N二甲基苯甲酸乙酯(DMAB)(0.2w%0.5t% 引發的可見光聚合體系 EO BSGMY TEGDMA(70 w%30w% 雙鍵轉化率的影響,並對不同固化溫度下得到的固化高分櫻睜子膜在室溫下的後固化效應進行了研究。研究結果表明,脊余歲溫度對EOBSGUN TECDMA(70 w%30t% 體系雙鍵轉化率的影響很大:固化 4分鍾時》75℃下CC雙鍵僅轉化 10% 但是固化溫度為 25℃ 時雙鍵幾乎完全轉化。不同溫度下固化得到的高分子膜在室溫下的後固化毀激結果表明,低溫下固化的高分子膜具有很強的後固化效應,固化高分子膜的固化溫度越低,後固化效應越顯著:—75°C下固化得到的高分子膜室溫下後固化40分鍾後,雙鍵轉化率由10%增加到90%;即使0℃下固化得到的高分子膜後固化40分鍾之後,雙鍵轉化率也由70%增加到90%。而且-60℃,-50°C和一40°℃下固化得到的高分子膜的後固化行為幾乎相同。後固化後達到的最終雙鍵轉化率基本上與固化高分子膜的聚合溫度無關。

❺ 有機硅樹脂如何快速固化

有機硅樹脂主要作為絕緣漆(包括清漆、瓷漆、色漆、浸漬漆等)浸漬H級電機及變壓器線圈,以及用來浸漬玻璃布、玻布絲及石棉布後製成電機套管、電器絕緣繞組等。用有機硅絕緣漆粘結雲母可製得大面積雲母片絕緣材料,用作高壓電機的主絕緣。

硅樹脂有長溫自干型和高溫固化型,為加速固化可加入少量二乙烯三胺或三乙烯四胺,漆膜逐步開始變硬就算開始固化,二乙烯三胺或三乙烯四胺只作為催干劑用量極少,最好經過實踐確定其用量。高溫固化一般在較低溫度下使溶劑揮發,再在160-180度乾燥,最後在220高溫固化。

是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷,通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各種混合物,在有機溶劑如甲苯存在下,在較低溫度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始產物是環狀的、線型的和交聯聚合物的混合物,通常還含有相當多的羥基。水解物經水洗除去酸,中性的初縮聚體於空氣中熱皮昌氧化或在催化劑存在下進一步縮聚,最後形成高度交聯的立體網路結構。

硅樹脂的固化交聯大致有三種方式:一是利用硅原子上的羥基進行縮水聚合交聯而成網狀結構,這是硅樹脂固化所採取的主要盯握升方式,二是利用硅原子上連接的乙烯基,採用有機過氧化物為觸媒,類似硅橡膠硫化的方式:三是利用硅原子上連接的乙烯基和硅氫鍵進行加成反應的方式,例如凱老無溶劑硅樹脂與發泡劑混合可以製得泡沫硅樹脂。

❻ pdms多少度融化

PDMS材料的熔點是-35℃左右;
聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane),是襲洞一種疏水類的有機硅物料。在葯品、衡禪高日化用品、食品、建築等各領域均有應用,它的衍生物已達數百種,常用的聚硅氧烷主要有咐尺:聚二甲基硅氧烷,環甲基硅氧烷,氨基硅氧烷,聚甲基苯基硅氧烷,聚醚聚硅氧烷共聚物等。其中環聚二甲基硅氧烷就為常用的聚硅氧烷一種。

❼ ucl028和581氨基樹脂樹脂固化溫度

100度以上。高溫固化劑固化溫度在100℃以上。屬於高溫型固化劑的有芳香族多胺、酸酐、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、雙氰胺以及醯肼等,因此ucl028和581氨基樹脂樹脂固化溫度是100度。塗料用氨基樹脂是一種多官能團的化合物,以含有(-NH2)官能團的化合物與醛類(主要為甲醛)加成縮合,然後生成的羥甲基(-CH2OH)與脂肪族一元醇部分醚化或全部醚化而得到的。

❽ 己固化的196樹脂加熱多少度會變形

熱固性樹脂簡介

樹脂加熱後產生化學變化,逐漸硬化成型,再受熱也不軟化,也不能溶解。熱固性樹脂其分子結構為體型,它包括大部分的縮合樹脂,熱固性樹脂的優點是耐熱性高,受壓不易變形。其缺點是機械性能較差。熱固性樹脂有酚醛、環氧、氨基、不飽和聚酯以及硅醚樹脂等。

指在加熱、加壓下或在固化劑、紫外光作用下,進行化學反應,交聯固化成為不溶不熔物質的一大類合成樹脂。 這種樹脂在固化前一般為分子量不高的固體或粘稠液體;在成型過程中能軟化或流動,具有可塑性,可製成一定形狀,同時又發生化學反應而交聯固化;有時放出一 些副產物,如水等。此反應是不可逆的,一經固化,再加壓加熱也不可能再度軟化或流動;溫度過高,則分解或碳化。這也就是與熱塑性樹脂的基本區別。

在塑料工業發展初期,熱固性樹脂所佔比例很大,一般在50%以上。隨著石油化工的發展,熱塑性樹脂產量劇增,到80年代,熱固性樹脂在世界合成樹脂總產量中僅佔10%~20%。

熱固性樹脂在固化後,由於分子間交聯,形成網狀結構,因此剛性大、硬度高、耐溫高、不易燃、製品尺寸穩定性好,但性脆。因而絕大多數熱固性樹脂在成型為製品前,都加入各種增強材料,如木粉、礦物粉、纖維或紡織品等使其增強,製成增強塑料。在熱固性樹脂中,加入增強材料和其他添加劑,如固化劑、著色劑、潤滑劑等,即能製成熱固性塑料,有的呈粉狀、粒狀,有的作成團狀、片狀,統稱模塑料。熱固性塑料常用的加工方法有模壓、層壓、傳遞模塑、澆鑄等,某些品種還可用於注射成型。

熱固性樹脂多用縮聚(見聚合)法生產。常用熱固性樹脂有酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、環氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯、聚醯亞胺等。熱固性樹脂主要用於製造增強塑料、泡沫塑料、各種電工用模塑料、澆鑄製品等,還有相當數量用於膠粘劑和塗料。

從發展看,熱固性樹脂還在進一步改進質量,研製新品種,以滿足新加工工藝開發的要求。用彈性體和熱塑性樹脂進行改性、開發注塑級熱固性模塑料以及反應注射成型用專用樹脂及配方,近年來已受到很大重視。採用互穿聚合物網路技術將為熱固性樹脂的合成開辟新途徑。

熱固性樹脂的分類

除不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂外,熱固性樹脂主要有以下品種。

一、三聚氰胺甲醛樹脂

三聚氰胺甲醛樹脂是由三聚氰胺和甲醛縮聚而成的熱固性樹脂。用玻璃纖維增強的三聚氰胺甲醛層壓板具有高的力學性能、優良的耐熱性和電絕緣性及自熄性。

二、呋喃樹脂

由糠醛或糠醇本身進行均聚或與其它單體進行共縮聚而得到的縮聚產物,習慣上稱為呋喃樹脂。這類樹脂的品種很多,其中以糠醛苯酚樹脂、糠醛丙酮樹脂及糠醇樹脂較為重要。

(1)糠醛苯酚樹脂。糠醛可與苯酚縮聚生成二階熱固生樹脂,縮聚反應一般用鹼性催化劑。常用的 鹼性催化劑有氫氧化鈉、碳酸鉀或基它鹼土金屬的氫氧化物。糠醛苯酚樹脂的主要特點是在給定的固化速度時有較長的流動時間,這一工藝性能使它適宜用作模塑 料。用糠醛苯酚樹脂制備的壓塑粉特別適於壓制形狀比較復雜或較大的製品。模壓製品的耐熱性比酚醛樹脂好,使用溫度可以提高10~20℃,尺寸穩定性、電性 能也較好。

(2)糠醛丙酮樹脂。糠醛與丙酮在鹼性條件下進行縮合反應形成糠酮單體繽紛可與甲醛在酸性條件下進一步縮聚,使糠酮單體分子間以次甲基鍵連接起來,形成糠醛丙酮樹脂。

(3)糠醇樹脂。糠醇在酸性條件下很容易縮聚成樹脂。一般認為,在縮聚過程中糠醇分子中的羥甲基可以與另一個分子中的α氫原子縮合,形成次甲基鍵,縮合形成的產物中仍有羥甲基,可以繼續進行縮聚反應,最終形成線型縮聚產物糠醇樹脂。

呋喃樹脂的性能及應用——未固化的呋喃樹脂與許多熱塑性和熱固性樹脂有很好的混容性能,因此可 與環氧樹脂或酚醛樹脂混合來加以改性。固化後的呋喃樹脂耐強酸(強氧化性的硝酸和硫酸除外)、強鹼和有機溶劑的侵蝕,在高溫下仍很穩定。呋喃樹脂主要用作 各種耐化學腐蝕和耐高濁的材料。

(1)耐化學腐蝕材料 呋喃樹脂可用來制備防腐蝕的膠泥,用作化工設備襯里或其它耐腐材料。

(2)耐熱材料 呋喃玻璃纖維增強復合材料的耐熱性比一般的酚醛玻璃纖維增強復合材料高,通常可在150℃左右長期使用。

(3)與環氧樹脂或酚醛樹脂混合改性 將呋喃樹脂與環氧樹脂或酚醛樹脂混休整 使用,可改進呋喃玻璃纖維增強復合材料的力學性能以及制備時的工藝性能。這類復合材料已廣泛用來制備化工反應器的攪拌裝置、貯槽及管道等化工設備。

三、聚丁二烯樹脂

聚丁二烯樹脂是一種分子量不高的液體,大分子主鏈上主要包含1,2-結構,又稱為1,2-聚丁二烯樹脂。這種樹脂的大分子鏈上具有很多乙烯基側鏈,所以,在游離基引發劑存在下,可進一步交聯成三向網路結構的體型高聚物。

1,2-聚丁二烯樹脂可由丁二烯在烷基鋰、鹼金屬(常用金屬鈉)或可溶性鹼金屬復合物(如鈉-萘體系)引發劑引發下,按陰離子型聚合歷程合成。1,2-聚丁二烯樹脂大分子鏈完全由碳氫組成,因此樹脂固化後有優良的電性能、彎曲強度較好、耐水性優良。

四、有機硅樹脂

在有機硅聚合物中,具有實用價值和得到廣泛應用的主要是由有機硅單體(如有機鹵硅烷)經水解縮聚而成的主鏈結構為硅氧鍵的高分子有機硅化合物。這種主鏈由硅氧鍵構成,側鏈通過硅原子與有機基團相連的聚合物,稱為聚有機硅氧烷。

有機硅樹脂則是聚有機硅氧烷中一類分子量不高的熱固性樹脂。用這類樹脂製造的玻璃纖維增強復合材料,在較高的溫度范圍內(200~250℃)長時間連續使用後,仍能保持優良的電性能,同時,還具有良好手耐電弧性能及憎水防潮性能。有機硅樹脂的性能如下:

(1)熱穩定性。有機硅樹脂的Si-O鍵有較高的鍵能(363kJ/mol),所以比較穩定,耐熱性和耐高溫性能均很高。一般說來其熱穩定性范圍可達200~250℃,特殊類型的樹脂可以更高一些。

❾ 有機硅樹脂與有機樹脂的性能比較

1、耐熱性:有機硅樹脂耐熱溫度高,通常在250℃以下都穩定。有機樹脂在高溫版下易權氧化分解。
2、電氣特性:有機硅樹脂電氣特性降低很少,高頻性隨頻率變化極小。有機樹脂電氣特性大大降低,在常溫和常態下,與有機硅相同的特性。
3、耐水性:有機硅樹脂分子中甲基的排列使其具有憎水性,其塗膜的吸水性小。即使吸收了水分也會迅速放出恢復到原來的狀態。有機樹脂浸水後電氣特性大大降低,吸收的水分難以除掉。
4、耐候性:有機硅樹脂難以產生由紫外線引起的游離基反應,不易產生氧化反應,耐候性極佳。有機樹脂除丙烯酸類樹脂外,耐候性好的樹脂不多。
5、機械強度:有機硅樹脂分子間引力小,有效交聯密度低,機械強度較弱。有機樹脂分子間引力大,易定向。有效交聯密度大,機械強度高。但在200℃以上時,強度急劇下降。
6、耐溶劑性:有機硅樹脂耐各種有機溶劑性差。有機樹脂通常比硅樹脂優良。
7、粘結性:有機硅樹脂對金屬和塑料等基材的粘結性差。有機樹脂以環氧樹脂為代表,對基材的粘結性好。
8、相溶性:有機硅樹脂同其他有機樹脂的相溶性有限。有機樹脂與不同種類的樹脂也大都能相溶,可以混合使用。

❿ 異丙醇在大氣中會發生哪些反應

有機硅塗料具有優良的耐熱性、電絕緣性、耐高低溫性、耐電暈、耐潮濕和耐水性,對臭氧、紫外線和大氣的穩定性良好,對一般化學晶的耐腐蝕性也較好[1]。但有機硅樹脂塗料有不少缺點:成膜性能較差,包括固化溫度高,一般為(150~200)℃,固化時間長,大面積施工不方便,且塗膜對底層附著力差。其次是塗膜耐溶劑性差,溫度較高時塗膜機械強度不好[1],一般用有機硅改性樹脂。用氟化改性主要是增加有機硅樹脂的耐溶劑性、斥油性(抗粘性)和降低表面能。有機硅樹脂的臨界表面張力低於其他樹脂,但高於氟衫盯握樹脂,所以其抗粘性比氟樹脂差。對氟樹脂而言,引入Si—O鍵,可提高其耐熱性。

1 氟化改性有機硅的技術途徑

1.1 硅烷單體與氟烯烴等單體共聚合

採用乙烯基硅烷單體、氟烯烴、乙烯基醚共聚。例:乙烯基三氯甲基硅烷31.1g、乙基乙烯基醚60.6g、4—乙烯基丁氧基三甲基硅烷83.8g、吸氯劑(鎂、鋁碳酸鹽)9.3g,在氦氣保護下,在不銹鋼加壓釜中65℃下聚合反應7.5h,冷卻後用二甲苯稀釋。所得共聚物平均相對分子質量16 000。產品用二丁基二月桂酸錫催化固化成膜,塗膜耐候性、耐葯品性、耐溶劑性、疏水性、耐熱性、低摩擦性、透明性、附著力等性能優良[2]。

寧夏大學報道了用乙烯基三乙則前氧基硅烷和甲基丙烯酸氟烷基酯、MMA、BA、丙烯酸等在過硫酸銨引發下乳液聚合製成氟硅聚合物乳液。乳液通過Ca2+穩定性的測定,對樣品塗膜吸水率、交聯度的測定,對水的接觸角及1隻的分析證實,氟硅改性丙烯酸乳液既有優異的憎水性,又保持很好的附著力。預期可用作防污性好的外牆塗料[3]。

1.2 固化交聯改性和共混改性

由三氟氯乙烯(CTFE)和烷基乙烯基醚共聚合可製得比較規整的交替結構的共聚物,因而可得到優異的耐候性,如採用丙烯酸酯與CTFE共聚,得不到規整交替的共聚物,會明顯降低FEVE的耐候性。如果採用硅氧烷交聯劑代替聚氨酯交聯劑,塗膜中引入—Si—O—鍵,使塗膜耐候性優於多異氰酸酯交聯的氟樹脂塗膜。這是硅氧烷交聯劑彌補了因使用丙烯酸酯帶來的負面影響。由於在合成FEVE樹脂中使用丙烯酸酯代替烷基乙烯基醚,不僅降低了成本,而且由於丙烯酸酯單體品種眾多,擴大了共單體的選擇空間,易於獲得更全面的塗膜性能[4]。

前已述及有機硅樹脂的抗粘性不及氟樹脂,將PTFE微粉加入有機硅樹脂中,PTFE/有機硅樹脂=16(質量分數),在(280~300)℃/(15~20)min下熔融流平或慶成膜,明顯提高防粘性[5]。

1.3 氟化聚硅氧烷[6]

氟化聚硅氧烷(Fluorosilicone)也可稱為氟化有機硅樹脂,是指聚合物中含F—C鍵、Si—O鍵和Si~C鍵,而不含Si—F鍵。因為Si—F鍵十分活潑,只存在於一些中間體。氟化的碳基團不直接連在硅原子上,中間必須有「烴橋基」或間隔基團。代表性的重復結構是: [RfX(CH2)n]x。(CH)vsioz。式中,X是鏈接Rf氟碳基與烴的間隔基的基團,它可以是氧;Rf基可以是線型或鏈型、脂肪基或芳基,實際中限定為—CF3基和較長的CF3(CF2)3,一基。烴間隔基的長度n最優化是2,n太長,氟碳基的優勢被沖淡,如當n=1或n=0時,會引起水解和熱不穩定的缺陷。當Z是2時,x和y都是1,得到流動的線型聚合物。隨著z增加,或在氟化聚硅氧烷中引入交聯基團(如羥基等),可以製造系列的塗料、凝膠、密封劑用樹脂和彈性體。如果重復結構單元中沒有甲基(即x=2,y=0)是難以制備的,工業上也沒有實用價值。

氟化聚硅氧烷可以單獨配製塗料,可以引入羥基,用多異氰酸酯或氨基樹脂固化劑交聯固化。為調節性價比氟化硅氧烷單體可以和其他的硅氧烷單體如二甲基硅氧烷(DMS)共聚合,可以達到引入F—C不多卻具有相當好的熱穩定性、耐溶劑性和表面性能。後面將重點介紹氟化聚硅氧烷的簡單製法、氟化改性的性能及塗料的應用。

2 氟化聚硅氧烷性能及其塗料應用

2.1 氟化聚硅氧烷的合成[1,6]

為獲得合成氟化聚硅氧烷的前驅體,通過雙鍵的硅氫化反應,SiH加到不飽和雙鍵上得到。含SiH官能基的硅烷是重復的中間體,工業上是直接製造甲基氯硅烷的副產物。硅氫反應是在過渡金屬薄鉑或銠的結合物如Speier催化劑、六氯鉑酸異丙醇液催化劑存在下進行:

這個反應與用於那些未氟化的化學試劑的反應相似,由甲基二氯硅烷中的SiH基加到氟化丙烯的雙鍵上,所用的3,3,3—三氟丙烯的制備方法已有專利報道(3,3,3—三氟丙基)二氯硅烷,是二官能度的氟化硅烷,是制備氟化聚硅氧烷的重要前驅體。

2.1.1 氟化聚硅氧烷均聚合成

環狀結構中以x=3,4,5的環體的量最多,也較穩定。

反應(3)的產物有線型和環聚體,在鹼性催化劑作用下,110℃反應產物80%以上環化,當用環已酮稀釋混合物時,產生100%環化,在鹼金屬催化下,進一點開環聚合成氟化聚硅氧烷,催化活性是KOH>NaOH>LiOH,氫氧化鋰基本無效。利用Na+ak K+導致產生開環聚合和縮聚的機理同時結合產生,可以得到低相對分子質量的液態和高相對分子質量的凝膠態聚甲基三氟丙基硅氧烷(PMTEPS),嚴格地應稱為聚[甲基(3,3,3—三氟丙基)硅氧烷],或聚[甲基(1H,1H,2H,2H-三氟丙基)硅氧烷]。配方與工藝的擬定可以參考文獻[1]。三氧丙基的極性與體積尺寸也有利於環化。

2.1.2 與非氟化的硅烷單體共聚

採用均聚合方法與非氟化的甲基硅烷如甲基乙烯基氯硅烷、二甲基氯硅烷共聚,生成聚(甲基乙烯基硅氧烷-共-甲基三氧丙基硅氧烷),聚(二甲基硅氧烷-共-甲基三氟丙基硅氧烷)、氟化硅氧烷和非氟化的硅氧烷在共聚物中的相對含量,根據性能需要設計配方,在保證達到性能要求的前提下,氟化硅氧烷盡量少用,以獲得合理的性價比,有利於工業化推廣。合成方法同樣可參考文獻[1]。

以上合成的均聚物和共聚物中的烷氧基均是可進一步交聯的基團。

2.2 氟化聚硅氧烷的交聯

氟化聚硅氧烷可以採用傳統非氟化硅氧烷相同的方法交聯[1]:過氧化物引發的游離基聚合、縮合和硅氫基與雙鍵的加成——硅氫化反應。UV也用於一些氟化聚硅氧烷凝膠的交聯。

2.2.1 過氧化物引發自由基聚合反應

烴類中的C-H鍵在過氧化物引發下產生自由基反應是基本的有機化學反應[7,8],C-H鍵已存在於氟化聚硅氧烷的烴間隔基和甲基中,見反應(1)、(2),有引發自由基的前提。為了提高引發速度,一般在聚硅氧烷中引入乙烯基。精確的機理並不完全清楚,但在乙烯基和甲基之間生成三亞甲基鍵是被廣為接受的[6]。常用的過氧化苯甲醯一般被採用,典型的交聯固化條件為(115~170)℃/(5~10)min。固化條件與選擇的過氧化物有關。一般主張延長固化時間產生後固化,去除過氧化物分解的副產物,以保證塗膜長期熱穩定性能。

2.2.2 縮合反應

氟化聚硅氧烷或其共聚物塗料,在塗裝後空氣中濕氣作用產生水解,生成硅醇,然後發生縮聚反應:

用作密封膠的氟化聚硅氧烷要引進乙烯基和SiH鍵,連接聚合物主鏈的懸吊側基或作為封端基,在固化中產生硅氫化反應。這種靠硅氫化交聯固化反應的優點是在固化過程中不產生揮發性的副產物,但要雙包裝貯存。這個固化反應也需較高溫度。

如需UV固化,氟化聚硅氧烷中需引入丙烯酸基,共聚合過程就較為復雜。

2.3 氟化聚硅氧烷的性能特點[1,6]

2.3.1 化學穩定性

氟化聚硅氧烷是用於防燃料和某些流體腐蝕的,其耐溶劑性是與聚合物中氟原子含有量有關。固化的氟化聚硅氧烷彈性體具有較好的抗燃料油和液體性能,氟化聚硅氧烷固體膜在醇/燃料摻混物中具有低溶脹性,一旦去除溶劑,物理性能可復原到接近原始未溶脹狀態。但在酮和酯類中,溶脹性較高。總的看來,固化氟化聚硅氧烷比非氟化的有機硅樹脂塗料(如耐熱塗料)耐溶劑性提高較多。

2.3.2 耐熱性與低溫性能

和聚二甲基硅氧烷(PDMS)相比,固化的聚甲基三氟丙基硅氧烷(PMTFPS)彈性體的熱穩定性略低,它在200℃熱老化1 350h後,壓印法硬度降低2點,拉伸強度降低40%,伸長率降低15%。反映固化的PMTFPS有一定的降解,耐熱性有所降低,但它含氟量只有36.5%,大大低於氟碳彈性體(氟碳彈性體含氟量在65%以上),熱穩定性既與聚合物中氟含量有關,又與殘留其中的鹼催化劑的量有關,因殘余鹼催化劑會加快降解,降低熱穩定性。

PMTFPS具有玻璃化溫度Tg為—75℃,和PDMS不同,在—40℃下不表現低溫結晶性,是由於三氟丙基體積大,Tg比PDMS的Tg高50℃。由於低Tg和低溫下不結晶,PMTFPS在很低溫度下仍然十分柔韌。按ASTMD746B測定其脆變溫度為—59℃,收縮溫度(按ASTM D 1329)為—50℃,都低於氟碳彈性體。耐熱性和低溫性能優於氟碳彈性體是硅氧鍵改性的結果。

2.3.3 表面性能

表面能是聚合物最基本的表面性質,既可認為是表面張力(每單位長度的力,mN/m),也可看成表面自由能(每單位面積的自由能,mJ/m2)。因為二者用完全不同的方法測定。如同一種聚合物,它的液體表面張力(δLV)是直接測定的(見表1),而固化的膜的表面能是利用接觸角測定和半經驗公式推導得到。表1中所有數據是在(20~25)℃下得到的。δS是固體的表面能,是由對水和二碘甲烷接觸角研究得到的,而δd是用正十六烷測定的表面自由能的分散力組成部分。這些數值反映了表面能δ,是隨著支鏈長度的增加而降低(從PMTFPS的13.6mJ/m2降至聚甲基十七氟癸基硅氧烷的7.0mJ/m2),由於氟碳鍵的引入,降低聚硅氧烷的表面能(PDMS的δS為22.8mJ/m2,三種氟化聚硅氧烷的表面能δS,的降低幅度都較大)。這是氟化聚硅氧烷提高抗粘性的原因。

表1 氟化聚硅氧烷的表面性能

聚合物
δLV/(mN·m-1)
δd/(mN·m-1)
δS/(mN·m-1)

聚甲基十七氟癸基硅氧烷
18.5
12.7
7.0

聚甲基九氟已展廳硅氧烷(PMNFHS)
19.2
14.6
9.5

聚甲基三氟丙基聚硅氧烷(PMTEPS)
24.4
18.3
13.6

聚二甲基硅氧烷(PDMS)
21.3
22.6
22.8

PTEE
25.6
19.8
19.1

­­­

2.3.4 電性能

用聚合物對電場的靈敏性:介電物性和體積導電物性來評價其電性能。表徵介電性的基本性能­是:介電常數(ε)代表聚合物在外電場作用下可極化的程度;介電損耗角正切或損耗因子(tanδ)代表松馳現象。表徵體積導電性的性能是:介電強度(EB)代表擊穿(破損)現象和導電率,它的倒數電阻率(ρν)代表導電性。PMTFPS(聚甲基三氟丙基硅氧烷)、PDMS(聚二甲基硅烷)、NR(天然橡膠)和Viton(偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物)的介電物性和體積導電物性列於表2,可以看出PMTFPS電絕緣性遜於PDMS,但優於氟碳彈性體Viton,介於二者之間。PMTFPS的低介電損耗和高電阻率引起工業上的興趣。

表2 聚合物的電性能

聚合物
EB(60Hz)/(V/μm
ε(100Hz)
tanδ(100Hz)
Ρν/(Ω·cm)

低密度聚乙烯
29.21
2.2
0.0039
2.5×1015

天然橡膠
26.18
2.4
0.0024
1.1×1015

PDMS
21.73
2.9
0.00025
5.3×1014

PMTEPS
13.78
7.0
0.020
1.0×1014

Viton
13.82
8.6
0.040
4.1×1011

2.4安全和毒性

PMTFPS在通常條件下是惰性的,對白兔的皮膚試驗證實對真皮無刺激性和毒性,在過去使用50多年也沒有報告有什麼毒性問題。但在高溫下的空氣中暴露或燃燒時,產生有毒的氟化物,一種毒性物是3,3,3—三氟丙基醛(TFPA),如吸人這種蒸氣對人體是有害的。在空氣中加熱的安全溫度是150℃,超過150℃,除產生TFPA外,和PDMS一樣還產生甲醛,盡管量很少(每克試樣在200℃下,每小時產生幾微克)。在生產和使用PMTFPS時,要最大限度減少工作人員暴露在150℃以上的蒸氣中,現場並要注意通訊。

2.5 氟化聚硅氧烷在塗料中的應用

氟化聚硅氧烷雖然熱穩定性不及聚硅氧烷,但表面能明顯降低,而溶劑性顯著提高,在塗料新品種中獲得重要應用。用於海洋艦船的防污塗料,性能優於有機硅的自拋光塗料,為開發無毒劑的船底防污塗料提供了新的途徑。在沙漠地帶的太陽能裝置的防護塗料,發揮其表面能低、有自潔作用的優勢。由於低磨擦性,用作磁記錄介質的潤滑和防護塗料,及一些光學儀器、設備,如攝像機和照相機的透鏡的保護塗層。

主要的塗料應用是氟化硅氧烷和聚二甲基硅氧烷(PDMS)共聚物的防粘塗料(剝離塗料)。用於PDMS為基礎的壓敏黏結劑的防粘塗料,低表面能的性質幫助潤濕剝離的襯墊塑料紙表面,達到平滑、均勻的塗層,達到剝離的需要,特別是適用於以PDMS為基礎的硅酮壓敏黏結劑的情況[6]。

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