201004174046 薛胜巧

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1、重庆文理学院小论文论文题目：硅橡胶的改性及应用姓名：＿＿＿＿＿薛胜巧学号：＿＿＿＿201004174046＿＿＿专业：＿＿＿化学（化工与制药）指导老师：＿＿＿＿刘玉荣邮箱：＿959634942@qq.com＿电话：18883758502硅橡胶的改性及应用一、硅橡胶及改性的概述硅橡胶的应用范围相当广,已在不同市场领域广泛应用于工业橡胶制品。首批硅橡胶产品早在60多年前就进引入了市场。这之所以成为可能的事情,乃是由于有机硅(也称为聚硅氧烷)的独特性能,而这又基于其分子结构带有典型的硅-氧主链(图1)。图1有机硅的结构硅原子的其余共价键被烃自由基(主要是甲基)所饱和。有机硅和硅橡胶呈现出如

2、下卓越性能:1)耐高温(可耐200℃以上高温);2)即使在低温下也富有弹性(最低温度在-60℃以下);3)物理性能通常对温度的依赖性低;4)良好的耐老化稳定性和耐候性;5)生理惰性。然而，硅橡胶也有它自身的一些缺点，因此我们有必要通过对有机硅聚合物进行改性。如在混炼过程中使用特殊添加剂,或者使用一些特殊的方法来制备，即可使这些性能获得进一步的改善[1]。阻燃性硅橡胶常用于电缆材料中，作为绝缘层。当火灾发生时，绝缘材料会随着温度的升高首先发生热分解或热降解,引发材料着火并为随后的火蔓延提供必要和足够的气体可燃物。绝缘层的破坏甚至会使内部导电设备外漏,造成漏、触电事故。若电缆材料的燃烧发

3、生在受限建筑空间内,析出的可燃气体还可能引起轰燃。热分解或热降解是物质燃烧之前,受热而未达到着火点时的特殊阶段,该阶段内物质自身热解会释放出易燃的气体小分子甚至会发生能量的积聚而加快物质的燃烧,因此热解是着火阶段的预备过程,是一种典型的受化学反应动力学控制的现象。根据反应速率的过渡状态理论,周围环境提供的能量必须达到反应所需的活化能反应才能够发生,材料热氧化降解过程活化能的增大必然对应该类材料燃烧性能的降低,因此,热解过程活化能的大小可以作为评价材料的燃烧性能和火灾危险性的一项指标。经研究，有机蒙脱土（OMMT）与氢氧化镁（MH）/微胶囊化红磷（MRP）在对有机蒙脱土阻燃甲基乙烯基硅

4、橡胶(MVMQ)共同阻燃的热解过程中有很好的协同作用,而且提高了硅橡胶材料热氧化降解中的活化能,使材料的燃烧降解变得困难。MVMQ硅橡胶基体树脂与MH/MRP/OMMT加工形成阻燃电缆材料后,阻燃剂对硅橡胶降解具有能量阻隔作用,电缆材料样品在热解反应过程中任一转化率下活化能均有明显的增加,说明材料的热解变得困难。换言之,材料热解过程需要的能量越高,则材料越不易被点燃而着火,也即是材料的火灾危险性较低[2]。亲水性硅橡胶具有无毒、耐生物老化、生理惰性、植入人体组织后不引起异物反应、对人体组织反应极小及较好的力学性能等多项优异性质,因此作为一种生物稳定型弹性体,在生物医学领域得到了广泛应

5、用。但由于硅橡胶分子的螺旋形结构,整个分子极性很低,本身具有极强的疏水性,由此所带来的机体不良影响限制了其应用范围。因而研究人员开展了大量的研究工作以改善硅橡胶的疏水性,目的是获得既能保持硅橡胶的优良性质,又具有一定的亲水性,还能适应机体复杂生理需要的生物医用高分子材料[3]。目前常用的改善硅橡胶亲水性的方法有等离子体处理和表面接枝改性[4]。采用等离子体处理可以在短时间内改善硅橡胶的表面亲水性,但由于硅橡胶自身结构的特殊性,改性过的硅橡胶表面亲水性会随时间的延长而减弱,并且该方法使用的设备昂贵。而表面接枝改性需先经等离子体处理或化学刻蚀在硅橡胶表面形成反应性官能团后,再进行接枝反应

6、引入具有亲水性的化合物。而对于硅橡胶本体改性,提高其亲水性的方法却鲜有报道,本实验将在此方面做相关研究。本实验利用含有胺基的超支化有机硅聚合物、交联剂正硅酸乙酯与硅橡胶基础胶端羟基聚二甲基硅氧烷在有机锡为催化剂的条件下进行反应,形成具有互穿聚合物网络结构的亲水性硅橡胶。实验制备的亲水性硅橡胶与水的接触角比普通硅橡胶与水的接触角显著减小,具有良好的亲水性。经研究，最终发现：烷基碳原子数越多，所制备的有机蒙脱土/硅橡胶纳米复合材料对水的阻隔性越好；当蒙脱土质量分数为3%时，吸水性最低，吸水后力学性能下降幅度最小[5]。荧光性将稀土元素引入高分子后，一方面会对高分子产生影响，另一方面稀土离

7、子的特性也会受到影响。利用这一性质可以对高分子材料进行改性，使改性后的高分子材料既具有稀土的光、电、磁等特性，又具有高分子材料质量轻、抗冲击力强、易于加工的优点稀土元素对高分子的改性，一般可以通过掺杂和键合两种方式进行。掺杂法由于稀土化合物与高分子基体相容性差，会导致材料透明性变差、强度减弱;而通过键合法将稀土离子引入高分子体系，则可以改善稀土离子与高分子基体的相容性，提高复合材料的性能。有机硅橡胶是一类性能优异的高分子材料，具有优良的耐热性、耐寒性、耐候