反应挤出制备聚三氟丙基甲基硅氧烷的微观结构及性能.pdf

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1、实验合CH成IN橡A胶工SY业NT，2H0E1T3IC—05R—U1B5B，E36R(3)IN：1D8U1S—T1R8Y5反应挤出制备聚三氟丙基甲基硅氧烷的微观结构及性能刘琨一，危大福一，管涌，许治昕，李书召，郑安呐¨(华东理工大学a．上海市先进聚合物材料重点实验室；b．材料科学与工程学院超细材料国家重点实验室，上海200237)摘要：采用反应挤出技术，将三氟丙基三甲基环三硅氧烷在双螺杆挤出机中进行负离子开环聚合制备了聚三氟丙基甲基硅氧烷(PMTFPS)橡胶，通过凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱表征了PMTFPS，并研究了PMTFPS的耐热性能

2、及其硫化胶的耐老化性能和耐油性能。结果表明，制得的PMTFPS主要是以三氟丙基甲基硅氧为重复单元、数均分子量为41×10、分子量分布指数为1．33的氟硅聚合物，且具有良好的耐热性能；PMTFPS硫化胶在150℃下表现出良好的耐老化性能，同时对煤油、柴油和机油具有一定的耐受性，从优到劣依次为机油，柴油，煤油。关键词：三氟丙基三甲基环三硅氧烷；反应挤出；负离子开环聚合；聚三氟丙基甲基硅氧烷；微观结构；耐热性能；耐老化性能；耐油性能中图分类号：TQ333．93文献标志码：A文章编号：1000—1255(2013)03—0181—05聚三氟丙基甲基硅氧烷橡胶(简称氟

3、硅橡的技术，具有传质、传热的优势，适合高黏度熔体输胶，PMTFPS)同时具有硅橡胶与氟橡胶的优点，在送，同时可以实现连续化工艺。本课题组一直从事保持硅橡胶良好耐高低温性能的同时，克服了硅PMTFPS连续反应挤出过程的研究，通过调控反应橡胶耐油性差的缺点，在航空航天、汽车、船舶制挤出传热传质过程来限制PMTFPS的链解聚等副造、电子通讯、电力、电器、精密机械等领域有广泛反应，获得较高相对分子质量的PMTFPS。本的应用-41。PMTFPS一般通过三氟丙基甲基环工作在前期研究的基础上制得了数均分子量(M)三硅氧烷(F3)的负离子本体开环聚合制备，在超过40×10

4、、分子量分布指数(Mw／M)为1．33的链增长的同时伴随链解聚等副反应。若聚合PMTFPS，通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红反应在反应釜内进行，则聚合反应大量放热导致外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(H—NMR)表征了的温度升高会加剧副反应，从而影响聚合产物的PMTFPS，并研究了PMTFPS的耐热性能及其硫化相对分子质量及其分布，并最终影响产品性能。胶的耐老化性能及耐油性能。PMTFPS硫化胶的耐油与耐老化性能备受关注。Bernstein等预测PMTFPS的O形密封圈在1实验部分23℃下的使用寿命长达25年；D0w公司的1．1主要原材料VITON(

5、PMTFPS商品名)在250cI=×70h的老化F3，浙江化工研究院产品。三甲基三乙烯基条件下，拉伸强度变化率低于30％，扯断伸长率下降率低于50％，硬度±15；在150℃×70h的3标准油中，最大体积变化率在10％以内。收稿日期：2012—11—19；修订日期：2013一叭一14。而国产PMTFPS的耐老化性能和耐油性能还有待作者简介：刘琨(1987一)，男，河北沧州人，硕士研究生。主要从事高分子反应挤出方面的研究，已发表论文1篇。提高”。基金项目：上海市重点学科和重点实验室资助项目(B502：反应挤出聚合技术是通过传统的聚合物加工08DZ2230500)

6、。设备，如双螺杆挤出机替代反应釜，实现单体聚合通讯联系人。合成橡胶工业第36卷环三硅氧烷(V)，百灵威科技有限公司产品。数显邵氏硬度仪按照GB／T531．1—2008测试邵2，5一二甲基一2，5一双(叔丁基过氧基)己烷尔A硬度。(DBPH)，j-海苏尼橡塑助剂有限公司产品。氧耐老化性能按照GB／T987-2008将试样化铈(CeO)，国药集团化学试剂有限公司产品。在150℃的热空气中老化168h，测试老化前后的气相法二氧化硅，牌号为N20和T30，瓦克化学物理机械性能。气相二氧化硅有限公司产品。羟基氟硅油耐溶剂性能按照GB／T1690-2010将试样(HTF

7、O)，上海树脂厂有限公司产品。煤油，上海在150℃的3种油中浸泡7d，测试处理前后的物森斐化学品有限公司产品。0柴油，上海华气石理机械性能。油有限公司产品。0w一40号机油，上海华翔润滑油有限公司产品。四甲基氢氧化铵(TMAH)，分2结果与讨论析纯，上海天莲精细化工有限公司产品。2．1PMTFPS的相对分子质量1．2试样{制备制备PMTFPS的反应方程式如式(1)所示。PMTFIS的制备将负离子聚合引发剂M。A。+m(CH3SiOCH2CH2EF3)3+n(CH3SiOCHCH2)3TMAH和单体F3、V等通过计量泵按比例(体积A-~--(-CH3SiOCH

8、：CHCFjhcH3SiOCHCH2M。。(1)比1