探究甲基乙烯基硅橡胶的耐热改性及应用

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1、浙江大学化工系硕士学位论文甲基乙烯基硅橡胶的耐热改性及应用姓名：张玉环申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：申屠宝卿20090501摘要硅橡胶在高温下具有良好的力学性能，适合制造模具，可用于精密铸造及低熔点金属合金浇注成型等领域。提高硅橡胶的耐热性，可以延长模具的使用寿命，从而降低生产成本，提高产品竟争力。研究了道康宁公司GP系列、HS系列、TR系列甲基乙烯基硅橡胶基胶的组成及结构，揭示了基胶的结构与力学性能及耐热性能和关系，优选出综合性能佳的基胶。以硬度为66的HS50／HS70复合胶为基胶，改，l生

2、Ce02为耐热助剂，制备了用于锌合金浇注成型的硅橡胶模具，使模具胶热老化性能有了显著提高，应用对比试验表明，模具使用寿命提高164％。从硅橡胶与耐热助剂相容性出发，以氢氧化钾催化下环三硅氧烷开环聚合所得的聚有机硅醇钾、甲基封端的二甲基聚硅氧烷、氯化铈为原料合成得到与硅橡胶相容性好的含铈聚硅氧烷(posc)，红外光谱及硅一核磁共振谱表明了其结构为含铈聚硅氧烷。研究发现POSC可提高高温硫化硅橡胶的撕裂强度，当其用量为5％时，硅橡胶撕裂强度提高60％1)J,上。溶胀实验发现，随POSC用量增加，硅橡胶的交联密度

3、增加。研究了POSC用量对硅橡胶耐热性的影响，结果表明随POSC用量增加，硅橡胶老化后撕裂强度也随之增加，当POSC用量为5％时，其老化后撕裂强度29．0kN／m，绝对值最大，当POSC用量进一步增加时老化后撕裂强度下降。当POSC用量为1％时，硅橡胶老化后撕裂强度保持率达91．1％，拉伸强度及其保持率均达最高值，表明POSC可抑制硅橡胶侧链的氧化降解，从而提高硅橡胶的耐热性能。研究了硅橡胶的热降解行为，。并计算得到其热降解的表观活化能。结果表明，添加POSC后硅橡胶的热降解表观活化能为125．5kJ／mo

4、l，高于空白硅橡胶的热降解表观活化能(51．0kJ／m01)，表明POSC提高了硅橡胶的耐热稳定性。关键词：硅橡胶，耐热助剂，含铈聚硅氧烷，交联密度，热稳定性IIAbstractForitsgoodmechanicalperformanceathightemperature，siliconerubberiswidelyusedinprecisioncastingandinjectionmouldingoflowmeltingpointmetalalloys．Improvingthethermalstabil

5、ityofsiliconerubbercallprolongtheservicelifeofthemouldandreducethemanufacturingcost．ThecompositionandstructureofmethylvinylsiliconerubberfromDowComing，suchasGPseries，HSseriesandTRseries，wereanalysedinordertoelucidatetherelationshipbetweenthestructure，heat-

6、resistanceandmechanicalpropertiesandbasicsiliconerubberwiththeexcellentperformanceWasselected．Siliconerubbermouldwithhardnessof66(ShoreA)basedonHS50／HS70complexapplicableformouldingzincalloyWaspreparedbyaddingthemodifiedCe02astheheat—resistantadditive．Thea

7、pplicationresultshowedthatthethermalstabilityofthesiliconerubbermouldhasbeengreatlyimprovedandtheservicelifeincreasesasmuchas164％．Inordertoimprovethecompabilityofsiliconerubberandtheheat-resistantadditive，polysiloxanecontainingcerium(POSC)Wassynthesizedusi

8、ngpolysiloxanolate(potassium)，trimethylsilylend-blockeddimethylpolysiloxaneandanhydrousceriumchloride．ThestructureofPOSCWascharacterizedbyFTIRand29Si—NMR．ItwasfoundthatPOSCCanimprovethetearstrengthofheat—vulc