氟烷基改性聚硅氧烷的合成及消抑泡性能研究

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1、南京理工大学博士学位论文氟烷基改性聚硅氧烷的合成及消抑泡性能研究姓名：吴飞申请学位级别：博士专业：应用化学指导教师：蔡春20080601摘要氟烷基改性聚硅氧烷广泛应用于汽车、橡胶、宇航、石油化工、油墨、涂料等领域中。由于氟烷基改性聚硅氧烷产物具有较低的表面张力和拒水拒油性能，因此，符合消泡剂的两个基本特性，可以用作油相体系中的消泡剂。本文探讨了不同氟烷基改性不同聚硅氧烷的合成工艺，研究了改性产物在柴油和机油混合体系中的消抑泡性能，对其在柴油和机油混合体系中的消泡机理和性能衰减问题做了探讨，为油相体系中消泡剂的选择提供依据。研究了三氟丙基和系列丙烯酸氟醇酯改性聚硅氧烷的合成工艺

2、，探讨了氟烷基的含量对改性产物的消抑泡性能的影响。结果表明，聚三氟丙基甲基硅氧烷(PTFMS)消泡速度不随着三氟丙基氟链节含量(缸D’))的变化而变化。随着x(D’)的提高，PTFMS的抑泡性能有所提高。油相体系中疏水白炭黑粒子对PTFMS的消泡和抑泡均没有增效作用。用长链氟醇酯改性时，随着氟醇酯链长的增加，改性产物的表面张力呈下降趋势，消抑泡性能变好。含氟聚硅氧烷的消泡性能与改性产物的分散性和表面张力有关，消泡作用遵循“架桥一铺展’’机理。探讨了白炭黑粒子的疏水程度对用PTFMS和白炭黑制成的硅膏在0．5％PVA和0．5％LAS水溶液中的消抑泡性能的影响，结果表明，疏水程度

3、不高的白炭黑粒子有利于硅膏在0．5％PVA水溶液中的消泡，疏水程度稍高的白炭黑粒子有利于硅膏在0．5％LAS水溶液中的消泡。研究了系列短中长链氟烷基和不同结构的聚醚共同改性含氢聚硅氧烷的合成工艺和在柴油机油混合体系中的消抑泡性能。结果表明对于同种聚醚改性的硅聚醚来说，随着聚硅氧烷粘度的增加，含氟硅聚醚的消泡性能变差，抑泡性能有所提高。聚醚的分子量的增加对氟硅聚醚的消泡速度没有明显的提高，抑泡性能有所提高，但整体幅度也不大。丙烯醇聚氧丙烯醚和丙烯酸氟醇酯按照摩尔比3：7改性聚硅氧烷的产物时能将硅聚醚和氟烷基聚硅氧烷两者的消泡特性结合于一起。聚硅氧烷的含氢量低和粘度低有利于体现改

4、性产物的性能。氟烷基链越长，越有利于降低产物的表面张力和增强产物的消抑泡性能。改性产物的性能衰减与其在消泡过程中粒径变大和分散状态以及起泡介质表面张力升高等因素有关。关键词：氟烷基，聚硅氧烷，聚醚，改性，消泡性能，抑泡性能，机理AbstractPolysiloxanesmodified、7l，it}lfluoroalkylwerewidelyusedinvehicle，rubber,astronavigation，petrochemicalprocessing，毗coating，andSOon．Becauseoflowsurfacetension，water-repellen

5、tandoil-repellentperformanceofpolysiloxanesmodified砸t11fluoroalkyl，whicharetwobasicconditionsforsubstanceusedfordefoamer,thereforeproductcallbeusedasdefoamerinoil—basedsystem．Here，synthesisandbreakingandinhibitingfoamperformanceofpolysiloxanesmodifiedwitIldifferentfluoroalkylsinmixtureofdie

6、selandmobilefuelprocessesofdifferentwerediscussed．Andthepossibleantifoamingmechanismandproblemofperformanceexhaustofmodifiedpolysiloxanes晰tllthechangeoftimewereanalyzed，whichprovidereferenceforchoosingsuitabledefoamerinspecialoil-basedsystems．Synthesisofpolysiloxanesmodified诵tll3,3，3-triflu

7、ompropylgroupsoraseriesofacrylatescontainingfluoroineatoms(ACFA)WaSstudied，andeffectsofcontentoffluoroalkylonbreakingandinhibitingfoamperformanceofmodifedproductswerediscussed．Resultsshowthatbreakingfoamperformanceofpolytri·fluoropropylmethylsiloxane(PTF