有机硅改性聚氨酯/纳米SiO2复合超疏水涂层的制备

以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、羟基封端的聚二甲基硅氧烷(HO-PDMS)、1,4-丁二醇(BDO)为原料,合成了有机硅改性的聚氨酯溶液,通过核磁共振、红外光谱技术对其结构进行表征,并研究了羟基硅油加入量对聚氨酯热稳定性、疏水性的影响.以有机硅改性的聚氨酯溶液为基体、含氟硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅颗粒为填料,喷涂制备超疏水涂层,研究了填料添加量对复合涂层疏水性的影响.结果表明:当硅油加入量为9 wt%,填料加入量为60 wt%时,复合涂层性能最优,水接触角为153.3°,滞后角为6.3°.经过200℃加热1 h后,仍然具有大于150°的水接触角.对复合涂层进行磨损实验与防冰测试,结果表明:该复合涂层在磨损过程中,在基底暴露之前,整个涂层基体都具有超疏水性;并且该涂层能有效降低结冰温度,延长结冰时间,具有良好的防冰性能.     

有机硅/蒙脱土复合改性聚氨酯弹性体的制备和性能

采用先将聚醚三元醇N330与有机蒙脱土(OMMT)研磨,制得N330/OMMT复合物,再将其与有机硅改性聚氨酯的预聚体混合的方法,以二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)为固化剂,制备了有机硅/蒙脱土复合改性聚氨酯弹性体,并用FTIR对产物结构进行了表征.XRD和TEM表明,蒙脱土片层被撑开,并分散在基体中;SEM显示,加入蒙脱土后,有机硅与聚氨酯之间的相容性提高;TGA表明,有机硅和OMMT共同改性聚氨酯后,其耐热性比有机硅单一改性聚氨酯有所提高,并在OMMT含量为5 wt％时提高最大;DSC数据表明,在OMMT含量为5 wt％时,有机硅/蒙脱土复合改性聚氨酯弹性体的Tg明显升高.复合改性材料具有良好的表面性能和力学性能,其拉伸强度、断裂伸长率和硬度在OMMT含量为3 wt％时达到最大值.     

盾构机主驱动密封用聚氨酯脲弹性体密封材料的研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)为原料，通过使用不同含量的有机硅树脂(PDMS)对其改性，制备了4种浇注型聚氨酯脲弹性体(PUU-s).系统地研究了PDMS的含量对聚氨酯脲弹性体力学性能、耐热性能、耐疲劳性能、可回复性能、耐介质性能以及摩擦学性能的影响.结果表明，PDMS改性的PUU-s弹性体，不仅具有较高的机械性能，且具有优异的耐磨性和耐介质性以及较高的可回复性，可作为苛刻工况下的密封材料.其有望作为盾构机主驱动密封用材料，提高了密封部件的长寿命服役，解决了磨损失效等问题.     

多乙烯基硅油改性丙烯酸酯乳液的合成及性能

以自制阳离子型乳化剂H、多乙烯基硅油和丙烯酸类单体为主要原料,采用一步法和半连续种子乳液聚合法合成有机硅改性丙烯酸酯乳液。研究了不同聚合方法、不同有机硅含量对硅丙乳液乳胶膜的吸水率、疏水性能的影响,通过纳米粒度-Zeta电位分析仪、接触角仪、红外光谱、透射电镜对乳液及聚合物结构进行了表征。结果表明有机硅单体参与了聚合,乳液稳定性好、平均粒径小。采用半连续种子乳液聚合法合成乳液,有机硅最大添加量为40%(占壳层单体总量),乳胶膜的吸水率只有3.2%,对水的接触角达到105.2o。     

高效有机硅消泡剂的研制与应用

以二甲基硅油、疏水气相二氧化硅制成的硅膏和聚醚改性硅油为主要成份,Span-60、Twen-60为乳化剂,采用高速剪切乳化搅拌方式将水相在油相中进行乳化,制备出高效乳液型有机硅消泡剂。研究了各主要成分的含量及乳化温度对消泡剂性能的影响,得到的最佳配方为:硅膏的质量分数分别为12%,聚醚改性硅油4%,HLB值为9.5的复配乳化剂6%。制备的有机硅消泡剂的稳定性及消泡抑泡性能较好,适用范围广。     

有机硅改性硼酚醛树脂的研制

通过Williamson醚合成、Claisen重排及硅氢化反应得到邻羟基苯丙基硅油(Si-phenol),将其与苯酚混合,采用硼酸酯法合成有机硅改性硼酚醛树脂(SBPF).利用1H NMR和FTIR技术对其结构进行分析,采用热重分析(TGA)、剪切测试、拉伸测试以及冲击测试等手段对其耐热能和力学性能进行表征.考察了Si-phenol的含量对树脂各项性能的影响,并研究其作用机理.结果表明,合成的有机硅改性硼酚醛树脂具有良好的耐热性,适量硅氧烷链段的引入可以改善树脂的黏接性能,提高其力学强度.     

有机硅改性磺酸型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的制备

将磺酸型聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)和三羟甲基丙烷(TMP)在无有机溶剂参与的情况下进行预缩聚,以硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）作为改性剂,加入双官能团单体甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA),得到含乙烯基和有机硅封端的聚氨酯作为种子乳液,然后与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)混合单体共聚,合成了有机硅改性磺酸型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。 红外光谱的表征确定了有机硅改性磺酸型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的化学结构;透射电子显微镜观察证实了此复合乳液具有明显的核壳结构;热重分析表明,经有机硅和丙烯酸酯改性后,胶膜的最大热失重温度提高了20 ℃,X射线衍射分析表明胶膜的结晶度降低,有利于提高膜的韧性。 力学性能测试及吸水率测试结果表明,当有机硅含量为1.9%时,胶膜的拉伸强度最高达到25.03 MPa,断裂伸长率为328%,此时膜的吸水率最低。     

全钒氧化还原液流电池用Nafion/有机硅复合膜

采用原位化学反应的方法制备了Nafion/有机硅复合膜, 并对所制备复合膜的离子交换容量(IEC)、电导率和水渗透率等进行了测试. 结果表明, 所制备复合膜具有优异的阻水性能. 以Nafion/有机硅复合膜作为离子交换膜的钒电池的库仑效率(CE)和能量效率(EE)都得到了大幅度提高. 此外, 以所制备复合膜为离子交换膜的VRB单电池充放电80次后性能几乎无衰减, 说明所制备Nafion/有机硅复合膜即使在强酸和强氧化性的钒电池体系中也可以稳定使用, 表明Nafion/有机硅复合膜是一种性能优异的适用于全钒氧化还原液流电池的新型质子交换膜.     

有机硅-丙烯酸酯聚合物乳液合成及粒径分析

通过种子乳液半连续法合成了有机硅改性丙烯酸酯聚合物乳液,并对其粒子形态及分布进行分析。结果表明:通过种子乳液半连续聚合工艺可制备出固含量42wt%,乳化剂含量4wt%(基于单体量)、窄分布纳米粒子的有机硅改性丙烯酸酯聚合物乳液。随反应进行,粒径分布变窄,平均粒径逐渐增大。随乳化剂中SDS与OP-10的摩尔比减少,粒径增大。     

一类高折射率光固化有机硅树脂的性能研究

光固化有机硅材料兼具光固化的高效、能耗低和环保以及有机硅树脂优异的耐温、耐候性和电绝缘性能,因此,在LED等电子器件封装方面受到广泛关注.本文研究了自制的3种含丙烯酸酯基团的光固化苯基有机硅预聚物KDS-10、KMDS-03和KMS-03的光固化特性、光学性能和热稳定性能.结果表明,这些有机硅预聚物的折光指数随苯环含量的增加而增高,苯环含量从22.3%到37.7%,折光指数相应从1.496到1.542;3种预聚物与多种丙烯酸酯相容性好,用双官能的TPGDA作稀释剂,固化反应速率最快,丙烯酸酯基团的转化率也最高;光引发剂TPO引发的光固化反应速率和转化率均最高;高折射率有机硅预聚物KDS-10光固化后的薄膜具有优异的光学性能,在550 nm处的透过率为92.54%;玻璃化转变温度约为-17.41℃,起始分解温度为385℃.     

高热稳定性硅橡胶的研究

阐述了在硅橡胶主链中引入硅氮结构,在硅橡胶中添加硅氮化合物或采用硅氮交联剂对改进硅橡胶热稳定性的影响,提出了利用Ｓｉ－Ｎ键的反应去消除引起硅橡胶主链降解的硅羟基和水平达到提高其热稳定性的作用机理。采用阴离子活性聚合的方法合成了具有低玻璃化温度的耐高温的聚硅氧烷弹性体。     

硅树脂/硅橡胶杂化膜的制备及性能研究

以十三氟辛基三乙氧基硅烷、四甲基二乙烯硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯为原料,通过水解缩合制备了乙烯基含氟硅树脂。乙烯基硅橡胶和乙烯基含氟硅树脂为基质材料,含氢硅油为交联剂,硅氢加成制备了改性硅橡胶杂化膜材料。透气性能测试表明,当含氟硅树脂质量分数50.0%时,膜的成膜性和富氧性能之间达到最佳平衡点,30℃和0.01 MPa压差下,P（O2）为628 Barre,a（O2/N2）为3.36。与普通乙烯基硅橡胶交联膜比,这种有机―无机杂化膜在保持原有氧气透过系数的基础上,较好的改进了氧氮分离性能。     

Reliable Condensation Curing Silicone Elastomers with Tailorable Properties

The long-term stability of condensation curing silicone elastomers can be affected by many factors such as curing environment, cross-linker type and concentration, and catalyst concentration. Mechanically unstable silicone elastomers may lead to undesirable application failure or reduced lifetime. This study investigates the stability of different condensation curing silicone elastomer compositions. Elastomers are prepared via the reaction of telechelic silanol-terminated polydimethylsiloxane (HO-PDMS-OH) with trimethoxysilane-terminated polysiloxane ((MeO)₃Si-PDMS-Si(OMe)₃) and ethoxy-terminated octakis(dimethylsiloxy)-T8-silsesquioxane ((QM^OEt)₈), respectively. Two post-curing reactions are found to significantly affect both the stability of mechanical properties over time and final properties of the resulting elastomers: Namely, the condensation of dangling and/or unreacted polymer chains, and the reaction between cross-linker molecules. Findings from the stability study are then used to prepare reliable silicone elastomer coatings. Coating properties are tailored by varying the cross-linker molecular weight, type, and concentration. Finally, it is shown that, by proper choice of all three parameters, a coating with excellent scratch resistance and electrical breakdown strength can be produced even without an addition of fillers.     

多苯基芳基类硅化合物作为硅聚合物热稳定剂的研究

本文通过Diels-Alder反应合成了四苯(基)苯基三乙氧基硅烷及四苯(基)苄基三乙氧基硅烷,产率均为96％左右。并作了下列耐热性研究:(1)把两种化合物分别作为硅橡胶混炼时的热稳定剂,所得硅弹性体其热老化稳定性及机械强度均较好。(2)把两种化合物分别作为室温硫化硅橡胶固化时的交联剂,所制得的胶片在350℃老化10小时仍保持弹性。(3)两种化合物分别与H_3BO_3反应,制得耐热性硅硼树脂,是一种优良的耐高温涂料。     

含有稠环侧链的聚硅氧烷的合成及其对加成型高温硫化硅橡胶性能的影响

将含有多乙烯基的聚硅氧烷与菲式环戊二烯酮和苊式环戊二烯酮分别在α-氯萘中进行Diels-Alder反应,生成含有稠环侧链的聚硅氧烷.该聚硅氧烷具有较好的耐热性.将其作为组分制成高温加成型硅橡胶,综合性能达到较高水平(高模量).随着其用量的增加,可使其耐热性能得到较大改善。     

Supramolecular Silicone Elastomers with Healable and Hydrophobic Properties Crosslinked by “Salt‐Forming Vulcanization”

In this article, supramolecular silicone elastomers with self‐healing function were first prepared by simple and controllable “salt‐forming vulcanization” of polyaminopropylmethylsiloxane with acids. Their structures and micrographs were verified by Fourier transform infrared spectra, Small‐angle X‐ray scattering experiments and atomic force microscope. The experimental results showed that the ion‐association complexes were formed during vulcanization, and the obtained elastomers displayed self‐healing and good mechanical properties even if the cross‐linking agent was excessed. The thermogravimetric analysis showed that the elastomers crosslinked by inorganic acid were stable under high temperature. Unexpectedly, bionic structures were observed in the elastomers, which further changed the hydrophobicity of the surfaces of the elastomers physically. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2017 , 55, 903–911     

新型含钴硅橡胶离聚体膜的富氧性能

硅橡胶 ( PDMS)是最早使用的气体分离膜材料 ,其氧透过系数较高 ( PO2 =6 0 0 Barrer) ,但氧氮分离系数低 ( αO2 /N2 =2 .0 ) ,成膜性及膜强度差 ,因而限制了其应用 .PDMS改性一直是气体分离膜研究的重要课题[1] ,提高氧氮分离性 ,改善成膜性 ,而不影响其透气性 ,成为人们追求     

硅橡胶/氟橡胶并用胶的制备及力学性能

硅橡胶和氟橡胶作为国防、航天等重要领域的耐热材料一直被人们青睐,但其有着各自地优缺点且价格昂贵,本文尝试将这两种橡胶制成并用胶以解决氟橡胶不耐低温和加工性差的问题,以期增大其使用温度范围。采用机械共混法制备硅橡胶/氟橡胶并用胶,研究了硅橡胶和氟橡胶的混炼工艺、并用比、共硫化体系和硫化条件对并用胶力学性能的影响。结果表明,当硅橡胶/氟橡胶的质量比为10∶90,共硫化体系为3~#硫化剂/过氧化二异丙苯(DCP),一段硫化温度为170℃、硫化压力为10MPa、硫化时间为30min,二段硫化温度为200℃、硫化时间为6h时,并用胶的力学性能达到最好。     

Formation of reverse vesicles in silicone surfactant systems

This study deals with the formation of reverse vesicles based on the phase behavior of silicone surfactants. The surfactants, polyoxyethylene–polydimethylsiloxane and polyoxyethylene–polyoxypropylene–polydimethylsiloxane copolymer, were found to form lamellar liquid crystal phases in three different types of silicone oil upon the addition of a certain amount of water. A conventional method in which reverse vesicles are prepared by physically dispersing this lamellar liquid crystal phase in oil was employed in addition to a technique based on a temperature-induced phase transition. The particle sizes and stabilities of the resulting reverse vesicles were evaluated.     

酸处理Silicalite—I沸石填充硅橡胶渗透蒸发分离膜

研究酸处理Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ—Ｉ沸石对有机溶剂、水的吸附、脱附性质，酸处理Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ—Ｉ填充硅橡胶膜对低浓度有机溶剂水溶液的渗透蒸发分离性能以及填充膜的力学性能。实验结果表明，在硅橡胶膜中填充酸处理Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ—Ｉ沸石能改善膜对有机溶剂－水混合物的分离性能，且分离性能的改善与沸石在膜中的填充量以及硅橡胶的品种有关。另外，沸石的填充也有利于改善膜的力学性能。