❶ 测定聚硅氧烷聚合度的方法
1、首先在密闭反应容器内加入四甲基氢氧化铵、八苯基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷,高真空度脱水后持续反应制备线型甲基苯宏猜基聚硅氧烷。
2、其次对反应过程中差枣得到的产物进行取样和检测,其中取样包括第一批次取样和第二批次取样,第一批次取样的时间为反应温度达到110℃时,然后每隔5~10min取样一次,第二批次取样的时间为反应开始4小时后,然后每隔15~30min取样一次。
3、最后取样得到的蔽庆型样品进行测试,以上就是测定聚硅氧烷聚合度的方法。
❷ 甲基硅树脂的制备
甲基硅树脂可直接由甲基三氯硅烷水解制备,也可由甲基三乙氧基硅烷制备。1 由甲基三氯硅烷水解制备甲基硅树脂甲基三氯硅烷直接与水反应即可生成甲基硅树脂。但由于甲基三氯硅烷中含有三个活泼的Cl原子,水解缩聚反应速度极快,尤其是在反应温度较高、盐酸浓度大的条件下进行水解反应,得到的甲基硅树脂往往是高度交联、不溶不熔的白色固体。为制得可溶可熔的产品,通常需在较缓和的条件,如过量的冰-水或有机溶剂中进行水解反应。1.1 在冰-水中制备甲基硅树脂在搅拌器转速为200~240 r/min的耐酸反应釜中,加入 13份冰-水混合物,开动搅拌,使釜温降到0 ℃,然后将1份甲基三氯硅烷以较快的速度均匀地加入;加料过程必须严格控制反应温度不超过0 ℃。加料完毕搅拌1 min,然后沉降4~5 h,沉降过程温度保持在0 ℃左右。沉降后,除去表面的絮状物,倾出上层盐酸溶液;在搅拌下缓缓加入70 ℃热水,随着水量的增加,树脂凝集成白色粉状物。将凝聚物用70 ℃热水洗涤至中性,然后风干或真空干燥,所得甲基硅树脂具有以下性能:外观:易粉碎白色固体溶解性:乙醇中全溶软化点:40~47 ℃凝胶时间(150 ℃):9 min储存期(室温下):2~7 d将其与石棉、石英粉等填料在双辊机上加热、混炼,可制成耐热性、耐电弧优异的模塑料,用于加工耐电弧绝缘电器元件。1.2 在有机溶剂中制备甲基硅树脂工业生产中,甲基三氯硅烷的水解缩聚反应是在有机溶剂中进行的。常用溶剂有:甲苯、二甲苯、异丙醇、正丁醇等。具体操作方法是:将600份甲基三氯硅烷加到540份甲苯、118份水、27份气相法白炭黑组成的糊状物中进行水解反应;反应完后过滤、除酸,得到135 份甲基硅树脂。该产品25 ℃下的粘度为600 mPa。s,室温放置3 h即固化成不溶不熔物;若低温放置(0 ℃以下)或配成溶液,储存期可延长至 6~12个月。此产品可用作非透明材料如多孔石材、木材制品的防潮、耐磨、防风化表面涂料。
❸ 甲基六氢苯酐和环氧树脂固化温度
1. 甲基六氢苯酐和环氧树脂的固化温度在一定程度上是有关联的,因为甲基六氢苯酐通常被用作环氧树脂的固化剂。
2. 甲基六氢苯酐和环氧树脂的固化温度取决于具体的配比比例、固化剂的种类和使用条件等因素,一般情况下,固化温度在室温下或稍高温度下进行。
3. 对于常规的环氧树脂产品,固化温度通常在70℃答穗毁-100℃之间,具体温度还需根清备据实际情况进行调整。
此外,一些高性能的环氧树脂产品需要在更高的温度下进行固化,如150℃以上。
因此,甲基六氢苯酐和环氧树脂的固化温族搏度取决于多个因素,需要根据具体情况进行调整。
❹ 牙科流体树脂的固化受温度影响吗
摘要:研究不同温度(-75C至25C)对樟脑醌(0Q/4N N二甲基苯甲酸乙酯(DMAB)(0.2w%0.5t% 引发的可见光聚合体系 EO BSGMY TEGDMA(70 w%30w% 双键转化率的影响,并对不同固化温度下得到的固化高分樱睁子膜在室温下的后固化效应进行了研究。研究结果表明,脊余岁温度对EOBSGUN TECDMA(70 w%30t% 体系双键转化率的影响很大:固化 4分钟时》75℃下CC双键仅转化 10% 但是固化温度为 25℃ 时双键几乎完全转化。不同温度下固化得到的高分子膜在室温下的后固化毁激结果表明,低温下固化的高分子膜具有很强的后固化效应,固化高分子膜的固化温度越低,后固化效应越显著:—75°C下固化得到的高分子膜室温下后固化40分钟后,双键转化率由10%增加到90%;即使0℃下固化得到的高分子膜后固化40分钟之后,双键转化率也由70%增加到90%。而且-60℃,-50°C和一40°℃下固化得到的高分子膜的后固化行为几乎相同。后固化后达到的最终双键转化率基本上与固化高分子膜的聚合温度无关。
❺ 有机硅树脂如何快速固化
有机硅树脂主要作为绝缘漆(包括清漆、瓷漆、色漆、浸渍漆等)浸渍H级电机及变压器线圈,以及用来浸渍玻璃布、玻布丝及石棉布后制成电机套管、电器绝缘绕组等。用有机硅绝缘漆粘结云母可制得大面积云母片绝缘材料,用作高压电机的主绝缘。
硅树脂有长温自干型和高温固化型,为加速固化可加入少量二乙烯三胺或三乙烯四胺,漆膜逐步开始变硬就算开始固化,二乙烯三胺或三乙烯四胺只作为催干剂用量极少,最好经过实践确定其用量。高温固化一般在较低温度下使溶剂挥发,再在160-180度干燥,最后在220高温固化。
是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷,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种混合物,在有机溶剂如甲苯存在下,在较低温度下加水分解,得到酸性水解物。水解的初始产物是环状的、线型的和交联聚合物的混合物,通常还含有相当多的羟基。水解物经水洗除去酸,中性的初缩聚体于空气中热皮昌氧化或在催化剂存在下进一步缩聚,最后形成高度交联的立体网络结构。
硅树脂的固化交联大致有三种方式:一是利用硅原子上的羟基进行缩水聚合交联而成网状结构,这是硅树脂固化所采取的主要盯握升方式,二是利用硅原子上连接的乙烯基,采用有机过氧化物为触媒,类似硅橡胶硫化的方式:三是利用硅原子上连接的乙烯基和硅氢键进行加成反应的方式,例如凯老无溶剂硅树脂与发泡剂混合可以制得泡沫硅树脂。
❻ pdms多少度融化
PDMS材料的熔点是-35℃左右;
聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane),是袭洞一种疏水类的有机硅物料。在药品、衡禅高日化用品、食品、建筑等各领域均有应用,它的衍生物已达数百种,常用的聚硅氧烷主要有咐尺:聚二甲基硅氧烷,环甲基硅氧烷,氨基硅氧烷,聚甲基苯基硅氧烷,聚醚聚硅氧烷共聚物等。其中环聚二甲基硅氧烷就为常用的聚硅氧烷一种。
❼ ucl028和581氨基树脂树脂固化温度
100度以上。高温固化剂固化温度在100℃以上。属于高温型固化剂的有芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺以及酰肼等,因此ucl028和581氨基树脂树脂固化温度是100度。涂料用氨基树脂是一种多官能团的化合物,以含有(-NH2)官能团的化合物与醛类(主要为甲醛)加成缩合,然后生成的羟甲基(-CH2OH)与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树脂加热多少度会变形
热固性树脂简介
树脂加热后产生化学变化,逐渐硬化成型,再受热也不软化,也不能溶解。热固性树脂其分子结构为体型,它包括大部分的缩合树脂,热固性树脂的优点是耐热性高,受压不易变形。其缺点是机械性能较差。热固性树脂有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅醚树脂等。
指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下,进行化学反应,交联固化成为不溶不熔物质的一大类合成树脂。 这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体;在成型过程中能软化或流动,具有可塑性,可制成一定形状,同时又发生化学反应而交联固化;有时放出一 些副产物,如水等。此反应是不可逆的,一经固化,再加压加热也不可能再度软化或流动;温度过高,则分解或碳化。这也就是与热塑性树脂的基本区别。
在塑料工业发展初期,热固性树脂所占比例很大,一般在50%以上。随着石油化工的发展,热塑性树脂产量剧增,到80年代,热固性树脂在世界合成树脂总产量中仅占10%~20%。
热固性树脂在固化后,由于分子间交联,形成网状结构,因此刚性大、硬度高、耐温高、不易燃、制品尺寸稳定性好,但性脆。因而绝大多数热固性树脂在成型为制品前,都加入各种增强材料,如木粉、矿物粉、纤维或纺织品等使其增强,制成增强塑料。在热固性树脂中,加入增强材料和其他添加剂,如固化剂、着色剂、润滑剂等,即能制成热固性塑料,有的呈粉状、粒状,有的作成团状、片状,统称模塑料。热固性塑料常用的加工方法有模压、层压、传递模塑、浇铸等,某些品种还可用于注射成型。
热固性树脂多用缩聚(见聚合)法生产。常用热固性树脂有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺等。热固性树脂主要用于制造增强塑料、泡沫塑料、各种电工用模塑料、浇铸制品等,还有相当数量用于胶粘剂和涂料。
从发展看,热固性树脂还在进一步改进质量,研制新品种,以满足新加工工艺开发的要求。用弹性体和热塑性树脂进行改性、开发注塑级热固性模塑料以及反应注射成型用专用树脂及配方,近年来已受到很大重视。采用互穿聚合物网络技术将为热固性树脂的合成开辟新途径。
热固性树脂的分类
除不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂外,热固性树脂主要有以下品种。
一、三聚氰胺甲醛树脂
三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩聚而成的热固性树脂。用玻璃纤维增强的三聚氰胺甲醛层压板具有高的力学性能、优良的耐热性和电绝缘性及自熄性。
二、呋喃树脂
由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物,习惯上称为呋喃树脂。这类树脂的品种很多,其中以糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂及糠醇树脂较为重要。
(1)糠醛苯酚树脂。糠醛可与苯酚缩聚生成二阶热固生树脂,缩聚反应一般用碱性催化剂。常用的 碱性催化剂有氢氧化钠、碳酸钾或基它碱土金属的氢氧化物。糠醛苯酚树脂的主要特点是在给定的固化速度时有较长的流动时间,这一工艺性能使它适宜用作模塑 料。用糠醛苯酚树脂制备的压塑粉特别适于压制形状比较复杂或较大的制品。模压制品的耐热性比酚醛树脂好,使用温度可以提高10~20℃,尺寸稳定性、电性 能也较好。
(2)糠醛丙酮树脂。糠醛与丙酮在碱性条件下进行缩合反应形成糠酮单体缤纷可与甲醛在酸性条件下进一步缩聚,使糠酮单体分子间以次甲基键连接起来,形成糠醛丙酮树脂。
(3)糠醇树脂。糠醇在酸性条件下很容易缩聚成树脂。一般认为,在缩聚过程中糠醇分子中的羟甲基可以与另一个分子中的α氢原子缩合,形成次甲基键,缩合形成的产物中仍有羟甲基,可以继续进行缩聚反应,最终形成线型缩聚产物糠醇树脂。
呋喃树脂的性能及应用——未固化的呋喃树脂与许多热塑性和热固性树脂有很好的混容性能,因此可 与环氧树脂或酚醛树脂混合来加以改性。固化后的呋喃树脂耐强酸(强氧化性的硝酸和硫酸除外)、强碱和有机溶剂的侵蚀,在高温下仍很稳定。呋喃树脂主要用作 各种耐化学腐蚀和耐高浊的材料。
(1)耐化学腐蚀材料 呋喃树脂可用来制备防腐蚀的胶泥,用作化工设备衬里或其它耐腐材料。
(2)耐热材料 呋喃玻璃纤维增强复合材料的耐热性比一般的酚醛玻璃纤维增强复合材料高,通常可在150℃左右长期使用。
(3)与环氧树脂或酚醛树脂混合改性 将呋喃树脂与环氧树脂或酚醛树脂混休整 使用,可改进呋喃玻璃纤维增强复合材料的力学性能以及制备时的工艺性能。这类复合材料已广泛用来制备化工反应器的搅拌装置、贮槽及管道等化工设备。
三、聚丁二烯树脂
聚丁二烯树脂是一种分子量不高的液体,大分子主链上主要包含1,2-结构,又称为1,2-聚丁二烯树脂。这种树脂的大分子链上具有很多乙烯基侧链,所以,在游离基引发剂存在下,可进一步交联成三向网络结构的体型高聚物。
1,2-聚丁二烯树脂可由丁二烯在烷基锂、碱金属(常用金属钠)或可溶性碱金属复合物(如钠-萘体系)引发剂引发下,按阴离子型聚合历程合成。1,2-聚丁二烯树脂大分子链完全由碳氢组成,因此树脂固化后有优良的电性能、弯曲强度较好、耐水性优良。
四、有机硅树脂
在有机硅聚合物中,具有实用价值和得到广泛应用的主要是由有机硅单体(如有机卤硅烷)经水解缩聚而成的主链结构为硅氧键的高分子有机硅化合物。这种主链由硅氧键构成,侧链通过硅原子与有机基团相连的聚合物,称为聚有机硅氧烷。
有机硅树脂则是聚有机硅氧烷中一类分子量不高的热固性树脂。用这类树脂制造的玻璃纤维增强复合材料,在较高的温度范围内(200~250℃)长时间连续使用后,仍能保持优良的电性能,同时,还具有良好手耐电弧性能及憎水防潮性能。有机硅树脂的性能如下:
(1)热稳定性。有机硅树脂的Si-O键有较高的键能(363kJ/mol),所以比较稳定,耐热性和耐高温性能均很高。一般说来其热稳定性范围可达200~250℃,特殊类型的树脂可以更高一些。
❾ 有机硅树脂与有机树脂的性能比较
1、耐热性:有机硅树脂耐热温度高,通常在250℃以下都稳定。有机树脂在高温版下易权氧化分解。
2、电气特性:有机硅树脂电气特性降低很少,高频性随频率变化极小。有机树脂电气特性大大降低,在常温和常态下,与有机硅相同的特性。
3、耐水性:有机硅树脂分子中甲基的排列使其具有憎水性,其涂膜的吸水性小。即使吸收了水分也会迅速放出恢复到原来的状态。有机树脂浸水后电气特性大大降低,吸收的水分难以除掉。
4、耐候性:有机硅树脂难以产生由紫外线引起的游离基反应,不易产生氧化反应,耐候性极佳。有机树脂除丙烯酸类树脂外,耐候性好的树脂不多。
5、机械强度:有机硅树脂分子间引力小,有效交联密度低,机械强度较弱。有机树脂分子间引力大,易定向。有效交联密度大,机械强度高。但在200℃以上时,强度急剧下降。
6、耐溶剂性:有机硅树脂耐各种有机溶剂性差。有机树脂通常比硅树脂优良。
7、粘结性:有机硅树脂对金属和塑料等基材的粘结性差。有机树脂以环氧树脂为代表,对基材的粘结性好。
8、相溶性:有机硅树脂同其他有机树脂的相溶性有限。有机树脂与不同种类的树脂也大都能相溶,可以混合使用。
❿ 异丙醇在大气中会发生哪些反应
有机硅涂料具有优良的耐热性、电绝缘性、耐高低温性、耐电晕、耐潮湿和耐水性,对臭氧、紫外线和大气的稳定性良好,对一般化学晶的耐腐蚀性也较好[1]。但有机硅树脂涂料有不少缺点:成膜性能较差,包括固化温度高,一般为(150~200)℃,固化时间长,大面积施工不方便,且涂膜对底层附着力差。其次是涂膜耐溶剂性差,温度较高时涂膜机械强度不好[1],一般用有机硅改性树脂。用氟化改性主要是增加有机硅树脂的耐溶剂性、斥油性(抗粘性)和降低表面能。有机硅树脂的临界表面张力低于其他树脂,但高于氟衫盯握树脂,所以其抗粘性比氟树脂差。对氟树脂而言,引入Si—O键,可提高其耐热性。
1 氟化改性有机硅的技术途径
1.1 硅烷单体与氟烯烃等单体共聚合
采用乙烯基硅烷单体、氟烯烃、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、吸氯剂(镁、铝碳酸盐)9.3g,在氦气保护下,在不锈钢加压釜中65℃下聚合反应7.5h,冷却后用二甲苯稀释。所得共聚物平均相对分子质量16 000。产品用二丁基二月桂酸锡催化固化成膜,涂膜耐候性、耐药品性、耐溶剂性、疏水性、耐热性、低摩擦性、透明性、附着力等性能优良[2]。
宁夏大学报道了用乙烯基三乙则前氧基硅烷和甲基丙烯酸氟烷基酯、MMA、BA、丙烯酸等在过硫酸铵引发下乳液聚合制成氟硅聚合物乳液。乳液通过Ca2+稳定性的测定,对样品涂膜吸水率、交联度的测定,对水的接触角及1只的分析证实,氟硅改性丙烯酸乳液既有优异的憎水性,又保持很好的附着力。预期可用作防污性好的外墙涂料[3]。
1.2 固化交联改性和共混改性
由三氟氯乙烯(CTFE)和烷基乙烯基醚共聚合可制得比较规整的交替结构的共聚物,因而可得到优异的耐候性,如采用丙烯酸酯与CTFE共聚,得不到规整交替的共聚物,会明显降低FEVE的耐候性。如果采用硅氧烷交联剂代替聚氨酯交联剂,涂膜中引入—Si—O—键,使涂膜耐候性优于多异氰酸酯交联的氟树脂涂膜。这是硅氧烷交联剂弥补了因使用丙烯酸酯带来的负面影响。由于在合成FEVE树脂中使用丙烯酸酯代替烷基乙烯基醚,不仅降低了成本,而且由于丙烯酸酯单体品种众多,扩大了共单体的选择空间,易于获得更全面的涂膜性能[4]。
前已述及有机硅树脂的抗粘性不及氟树脂,将PTFE微粉加入有机硅树脂中,PTFE/有机硅树脂=16(质量分数),在(280~300)℃/(15~20)min下熔融流平或庆成膜,明显提高防粘性[5]。
1.3 氟化聚硅氧烷[6]
氟化聚硅氧烷(Fluorosilicone)也可称为氟化有机硅树脂,是指聚合物中含F—C键、Si—O键和Si~C键,而不含Si—F键。因为Si—F键十分活泼,只存在于一些中间体。氟化的碳基团不直接连在硅原子上,中间必须有“烃桥基”或间隔基团。代表性的重复结构是: [RfX(CH2)n]x。(CH)vsioz。式中,X是链接Rf氟碳基与烃的间隔基的基团,它可以是氧;Rf基可以是线型或链型、脂肪基或芳基,实际中限定为—CF3基和较长的CF3(CF2)3,一基。烃间隔基的长度n最优化是2,n太长,氟碳基的优势被冲淡,如当n=1或n=0时,会引起水解和热不稳定的缺陷。当Z是2时,x和y都是1,得到流动的线型聚合物。随着z增加,或在氟化聚硅氧烷中引入交联基团(如羟基等),可以制造系列的涂料、凝胶、密封剂用树脂和弹性体。如果重复结构单元中没有甲基(即x=2,y=0)是难以制备的,工业上也没有实用价值。
氟化聚硅氧烷可以单独配制涂料,可以引入羟基,用多异氰酸酯或氨基树脂固化剂交联固化。为调节性价比氟化硅氧烷单体可以和其他的硅氧烷单体如二甲基硅氧烷(DMS)共聚合,可以达到引入F—C不多却具有相当好的热稳定性、耐溶剂性和表面性能。后面将重点介绍氟化聚硅氧烷的简单制法、氟化改性的性能及涂料的应用。
2 氟化聚硅氧烷性能及其涂料应用
2.1 氟化聚硅氧烷的合成[1,6]
为获得合成氟化聚硅氧烷的前驱体,通过双键的硅氢化反应,SiH加到不饱和双键上得到。含SiH官能基的硅烷是重复的中间体,工业上是直接制造甲基氯硅烷的副产物。硅氢反应是在过渡金属薄铂或铑的结合物如Speier催化剂、六氯铂酸异丙醇液催化剂存在下进行:
这个反应与用于那些未氟化的化学试剂的反应相似,由甲基二氯硅烷中的SiH基加到氟化丙烯的双键上,所用的3,3,3—三氟丙烯的制备方法已有专利报道(3,3,3—三氟丙基)二氯硅烷,是二官能度的氟化硅烷,是制备氟化聚硅氧烷的重要前驱体。
2.1.1 氟化聚硅氧烷均聚合成
环状结构中以x=3,4,5的环体的量最多,也较稳定。
反应(3)的产物有线型和环聚体,在碱性催化剂作用下,110℃反应产物80%以上环化,当用环已酮稀释混合物时,产生100%环化,在碱金属催化下,进一点开环聚合成氟化聚硅氧烷,催化活性是KOH>NaOH>LiOH,氢氧化锂基本无效。利用Na+ak K+导致产生开环聚合和缩聚的机理同时结合产生,可以得到低相对分子质量的液态和高相对分子质量的凝胶态聚甲基三氟丙基硅氧烷(PMTEPS),严格地应称为聚[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]。配方与工艺的拟定可以参考文献[1]。三氧丙基的极性与体积尺寸也有利于环化。
2.1.2 与非氟化的硅烷单体共聚
采用均聚合方法与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对含量,根据性能需要设计配方,在保证达到性能要求的前提下,氟化硅氧烷尽量少用,以获得合理的性价比,有利于工业化推广。合成方法同样可参考文献[1]。
以上合成的均聚物和共聚物中的烷氧基均是可进一步交联的基团。
2.2 氟化聚硅氧烷的交联
氟化聚硅氧烷可以采用传统非氟化硅氧烷相同的方法交联[1]:过氧化物引发的游离基聚合、缩合和硅氢基与双键的加成——硅氢化反应。UV也用于一些氟化聚硅氧烷凝胶的交联。
2.2.1 过氧化物引发自由基聚合反应
烃类中的C-H键在过氧化物引发下产生自由基反应是基本的有机化学反应[7,8],C-H键已存在于氟化聚硅氧烷的烃间隔基和甲基中,见反应(1)、(2),有引发自由基的前提。为了提高引发速度,一般在聚硅氧烷中引入乙烯基。精确的机理并不完全清楚,但在乙烯基和甲基之间生成三亚甲基键是被广为接受的[6]。常用的过氧化苯甲酰一般被采用,典型的交联固化条件为(115~170)℃/(5~10)min。固化条件与选择的过氧化物有关。一般主张延长固化时间产生后固化,去除过氧化物分解的副产物,以保证涂膜长期热稳定性能。
2.2.2 缩合反应
氟化聚硅氧烷或其共聚物涂料,在涂装后空气中湿气作用产生水解,生成硅醇,然后发生缩聚反应:
用作密封胶的氟化聚硅氧烷要引进乙烯基和SiH键,连接聚合物主链的悬吊侧基或作为封端基,在固化中产生硅氢化反应。这种靠硅氢化交联固化反应的优点是在固化过程中不产生挥发性的副产物,但要双包装贮存。这个固化反应也需较高温度。
如需UV固化,氟化聚硅氧烷中需引入丙烯酸基,共聚合过程就较为复杂。
2.3 氟化聚硅氧烷的性能特点[1,6]
2.3.1 化学稳定性
氟化聚硅氧烷是用于防燃料和某些流体腐蚀的,其耐溶剂性是与聚合物中氟原子含有量有关。固化的氟化聚硅氧烷弹性体具有较好的抗燃料油和液体性能,氟化聚硅氧烷固体膜在醇/燃料掺混物中具有低溶胀性,一旦去除溶剂,物理性能可复原到接近原始未溶胀状态。但在酮和酯类中,溶胀性较高。总的看来,固化氟化聚硅氧烷比非氟化的有机硅树脂涂料(如耐热涂料)耐溶剂性提高较多。
2.3.2 耐热性与低温性能
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)弹性体的热稳定性略低,它在200℃热老化1 350h后,压印法硬度降低2点,拉伸强度降低40%,伸长率降低15%。反映固化的PMTFPS有一定的降解,耐热性有所降低,但它含氟量只有36.5%,大大低于氟碳弹性体(氟碳弹性体含氟量在65%以上),热稳定性既与聚合物中氟含量有关,又与残留其中的碱催化剂的量有关,因残余碱催化剂会加快降解,降低热稳定性。
PMTFPS具有玻璃化温度Tg为—75℃,和PDMS不同,在—40℃下不表现低温结晶性,是由于三氟丙基体积大,Tg比PDMS的Tg高50℃。由于低Tg和低温下不结晶,PMTFPS在很低温度下仍然十分柔韧。按ASTMD746B测定其脆变温度为—59℃,收缩温度(按ASTM D 1329)为—50℃,都低于氟碳弹性体。耐热性和低温性能优于氟碳弹性体是硅氧键改性的结果。
2.3.3 表面性能
表面能是聚合物最基本的表面性质,既可认为是表面张力(每单位长度的力,mN/m),也可看成表面自由能(每单位面积的自由能,mJ/m2)。因为二者用完全不同的方法测定。如同一种聚合物,它的液体表面张力(δLV)是直接测定的(见表1),而固化的膜的表面能是利用接触角测定和半经验公式推导得到。表1中所有数据是在(20~25)℃下得到的。δS是固体的表面能,是由对水和二碘甲烷接触角研究得到的,而δd是用正十六烷测定的表面自由能的分散力组成部分。这些数值反映了表面能δ,是随着支链长度的增加而降低(从PMTFPS的13.6mJ/m2降至聚甲基十七氟癸基硅氧烷的7.0mJ/m2),由于氟碳键的引入,降低聚硅氧烷的表面能(PDMS的δS为22.8mJ/m2,三种氟化聚硅氧烷的表面能δS,的降低幅度都较大)。这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
聚甲基九氟已展厅硅氧烷(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 电性能
用聚合物对电场的灵敏性:介电物性和体积导电物性来评价其电性能。表征介电性的基本性能是:介电常数(ε)代表聚合物在外电场作用下可极化的程度;介电损耗角正切或损耗因子(tanδ)代表松驰现象。表征体积导电性的性能是:介电强度(EB)代表击穿(破损)现象和导电率,它的倒数电阻率(ρν)代表导电性。PMTFPS(聚甲基三氟丙基硅氧烷)、PDMS(聚二甲基硅烷)、NR(天然橡胶)和Viton(偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物)的介电物性和体积导电物性列于表2,可以看出PMTFPS电绝缘性逊于PDMS,但优于氟碳弹性体Viton,介于二者之间。PMTFPS的低介电损耗和高电阻率引起工业上的兴趣。
表2 聚合物的电性能
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
天然橡胶
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在通常条件下是惰性的,对白兔的皮肤试验证实对真皮无刺激性和毒性,在过去使用50多年也没有报告有什么毒性问题。但在高温下的空气中暴露或燃烧时,产生有毒的氟化物,一种毒性物是3,3,3—三氟丙基醛(TFPA),如吸人这种蒸气对人体是有害的。在空气中加热的安全温度是150℃,超过150℃,除产生TFPA外,和PDMS一样还产生甲醛,尽管量很少(每克试样在200℃下,每小时产生几微克)。在生产和使用PMTFPS时,要最大限度减少工作人员暴露在150℃以上的蒸气中,现场并要注意通讯。
2.5 氟化聚硅氧烷在涂料中的应用
氟化聚硅氧烷虽然热稳定性不及聚硅氧烷,但表面能明显降低,而溶剂性显著提高,在涂料新品种中获得重要应用。用于海洋舰船的防污涂料,性能优于有机硅的自抛光涂料,为开发无毒剂的船底防污涂料提供了新的途径。在沙漠地带的太阳能装置的防护涂料,发挥其表面能低、有自洁作用的优势。由于低磨擦性,用作磁记录介质的润滑和防护涂料,及一些光学仪器、设备,如摄像机和照相机的透镜的保护涂层。
主要的涂料应用是氟化硅氧烷和聚二甲基硅氧烷(PDMS)共聚物的防粘涂料(剥离涂料)。用于PDMS为基础的压敏黏结剂的防粘涂料,低表面能的性质帮助润湿剥离的衬垫塑料纸表面,达到平滑、均匀的涂层,达到剥离的需要,特别是适用于以PDMS为基础的硅酮压敏黏结剂的情况[6]。