發(fā)布時(shí)間：2021-08-05 02:24

　　聚硼硅氧烷（PBDMSs）以其獨(dú)特的粘彈性成為了良好的減振和抗沖擊保護(hù)材料,為探究PBDMSs的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)體系粘彈性的影響,本文將不同羥基含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的端羥基聚二甲基硅氧烷（PDMS-OH）分別與硼酸進(jìn)行反應(yīng),制備不同硼化交聯(lián)密度的PBDMSs,對(duì)合成的PBDMSs的結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)及流變性能進(jìn)行了研究。但由于PBDMSS呈黏流態(tài),不易直接生產(chǎn)使用,為解決該問題,本文利用PBDMSs對(duì)高溫硫化硅橡膠進(jìn)行共混改性,探究改性前后高溫硫化硅橡膠的力學(xué)性能,結(jié)果如下:隨著原料PDMS-OH羥基含量的增大,生成物PBDMSs的硼化交聯(lián)密度增大;當(dāng)PDMS-OH的羥基含量為1%和2%時(shí),PBDMSs具有一定的結(jié)晶能力;PBDMSs具有優(yōu)異的阻尼耗散能力和出色的回彈性能,PBDMS5（PDMS-OH的羥基含量為9.2%）的阻尼耗散能力和回彈能力最好,其平臺(tái)儲(chǔ)能模量值可達(dá)2221 KPa,最大損耗模量值為910KPa;原料PDMS-OH的羥基含量影響生成物PBDMSs的物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),進(jìn)而對(duì)PBDMSs的動(dòng)態(tài)模量有顯著影響,實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)需求改變PDMS-OH的羥基含量來調(diào)節(jié)PBDMSs的... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

聚硼硅氧烷的結(jié)構(gòu)簡式Fig.1-1Structureformulaofpolyborosiloxanes

48年，白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠的研制成功標(biāo)志著硅橡膠正式進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域。1957年，我國開始進(jìn)行硅橡膠的工業(yè)化研究，目前硅橡膠的性能優(yōu)異且應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛[40]。硅橡膠是有機(jī)硅產(chǎn)品中產(chǎn)量最大，應(yīng)用最為廣泛的一大類產(chǎn)品。按照硫化方法的不同，硅橡膠可分為三大類：高溫硫化硅橡膠、室溫硫化硅橡膠和液體硅橡膠。其中高溫硫化硅橡膠是硅橡膠產(chǎn)品中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的一大類產(chǎn)品[41]。高溫硅橡膠之所以有如此好的發(fā)展前景，主要是由于高溫硅橡膠具有許多優(yōu)異的性能，這些性能是由其化學(xué)結(jié)構(gòu)決定的，高溫硅橡膠的分子結(jié)構(gòu)如圖1-2所示[40]。高溫硅橡膠屬于硅膠系高分子材料，主鏈為Si—O—Si結(jié)構(gòu)，側(cè)基為有機(jī)基團(tuán)，是一種線型有機(jī)無機(jī)雜化高分子，因此高溫硅橡膠具有較好的柔順性、在較寬溫域內(nèi)力學(xué)性能穩(wěn)定、具有更寬的環(huán)境適應(yīng)性。由于Si—O—Si的鍵能較大（422.5kJ/mol），因此高溫硅橡膠的耐高溫性能優(yōu)異，通常能在200℃下長時(shí)間使用。因其主鏈上的Si—O鍵的鍵角和鍵長都大于碳碳單鍵，且主鏈上的氧原子無法帶有任何取代基或其它原子，因此高溫硅橡膠具有優(yōu)異的耐低溫性能。由于高溫硅橡膠的Tg較低，因此高溫硅橡膠在室溫附近具有穩(wěn)定的性能[3,42]。此外，高溫硅橡膠還具有許多優(yōu)異的特性，如電氣特性、疏水性、耐臭氧、耐輻照、透明性、抗老化性能、絕緣性能、生理惰性、透氣性[43]、無毒無味、高的機(jī)械強(qiáng)度和粘接力、以及高彈性、低阻抗、粘彈性[44]等力學(xué)特性。圖1-2高溫硅橡膠的分子結(jié)構(gòu)（其中，R為有機(jī)基團(tuán)）Fig.1-2Molecularstructureofhightemperaturesiliconerubber(whereRisorganicgroup)由于高溫硅橡膠具有許多其它膠種所不能倫比的獨(dú)特性能，因此高溫硅橡膠能夠在航空航天、化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、電子、電氣、汽車機(jī)械、建筑、船舶、

PBDMSs的結(jié)構(gòu)及性能分析19第3章PBDMSs的結(jié)構(gòu)及性能分析3.1結(jié)構(gòu)分析采用傅里葉紅外光譜分析儀（FTIR）對(duì)5種PBDMSs樣品的結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行了表征，其紅外光譜圖如圖3-1所示。圖3-1PBDMSs的紅外光譜圖（a）原始圖；（b）分峰圖Fig.3-1InfraredspectrumofPBDMSs（a）originaldiagram；（b）peakseparationdiagram圖3-1（a）為PBDMSs樣品的原始紅外光譜圖，由于1340cm-1處的吸收峰不是單峰，因此對(duì)該吸收峰進(jìn)行分峰，分峰圖如圖3-1（b）所示。圖3-1中的曲線PBDMS1至PBDMS5分別表示用羥基含量分別為1%、2%、4%、6%和9.2%的PDMS-OH為原料與硼酸按照100:3的質(zhì)量比反應(yīng)合成的不同的PBDMSs樣品。由圖3-1（a）可知，5條曲線的出峰位置基本一致。譜圖中，2965cm-1處為硅氧烷上CH3的伸縮振動(dòng)，1340cm-1處為Si—O—B的吸收峰，1007cm1處為主鏈Si—O—Si的伸縮振動(dòng)峰，1260cm-1和860cm-1為Si(CH3)2的伸縮振動(dòng)峰[13,67-68]。其中，1340cm-1處吸收峰的出現(xiàn)確認(rèn)了分子鏈中Si—O—B的形成，表明硼原子被成功引入硅氧烷主鏈中，證明已成功制備出目標(biāo)產(chǎn)物。并且PBDMS3、PBDMS4、PBDMS5樣品的Si—O—B吸收峰依次向右偏移。由圖3-1（b）可知，分峰后PBDMS3、PBDMS4、PBDMS5樣品在1375cm-1處出現(xiàn)了B—O—B的吸收峰[13,69-70]，B—O—B結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)正是導(dǎo)致它們的Si—O—B吸收峰出現(xiàn)偏移的原因。由圖3-1可知，本文合成的PBDMS1、PBDMS2樣品中含有Si—O—Si、Si—O—B、CH3—Si—CH3結(jié)構(gòu)單元，PBDMS3、PBDMS4、PBDMS5樣品中含有B—O—B、Si—O—Si、Si—O—B、CH3—Si—CH3結(jié)構(gòu)單元。這說明PBDMS1和PBDMS2的反應(yīng)過程中不涉及顯著的硼酸聚合，PBDMS3、PBDMS4、PBDMS5在反應(yīng)過程中除了生成所需要的Si—O—B，硼酸的自聚合也在高溫下發(fā)生，從而形成副產(chǎn)物B—O—B[10,15,27]。126


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