巯基-烯点击化学构建橡胶复合材料界面结构及性能研究

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巯基-乙烯基点击化学反应是一种简单、高效的方法。本论文采用巯基-乙烯基点击化学反应作为基本的制备手段,通过构建材料的表面结构并改善不同材料之间的界面作用,对复合材料进行了功能化改性。主要内容包括以下两个方面:1.以巯基-烯点击化学为基本的制备手段,制备了硅橡胶涂层/天然橡胶层状复合材料,并对复合材料的耐臭氧性能、表面结构以及硅橡胶涂层的附着力进行表征与讨论。结果表明,天然橡胶表面的这一层硅橡胶涂层能有效抵挡住臭氧对里层天然橡胶的侵蚀,有效地增强了材料的抗臭氧性能。同时,体系中的三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)在紫外光照射过程中不仅起到交联硅橡胶的作用,还起到增强硅橡胶与天然橡胶界面粘合力的作用。硅橡胶涂层在天然橡胶表面的附着力良好。2.以巯基-烯点击化学为基本的制备手段,制备了表面喷涂乙烯基化二氧化硅的甲基丙烯酸十二氟庚酯/丁苯橡胶复合材料,并对复合材料的疏水性能以及表面微纳米结构进行表征与讨论。实验结果表明,采用KH570硅烷偶联剂改性二氧化硅可以有效降低二氧化硅表面的羟基量,使得二氧化硅不易团聚。通过元素能谱(EDS)分析,复合材料表面有氟元素的存在,正是氟元素的存在降低了材料表面能。而且材料表面的二氧化硅构建了许许多多的微纳米结构,正是这些微纳米结构以及氟单体的加入大大提高了材料表面的疏水性能,最大接触角可以达到152°左右。还有,这种超疏水材料表面对水滴有着很大的粘附作用,最大粘滞力可以达到1.92×10-4N,当材料表面倾斜90°或者发生180°翻转,表面液滴都不会掉落。与表面修饰4.8mg/cm2二氧化硅的材料相比,表面修饰3.2mg/cm2二氧化硅的材料表面在水中有着较低的阻力。体系中的三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)在紫外光照射过程中可以同时和丁苯橡胶、甲基丙烯酸十二氟庚酯以及二氧化硅表面的乙烯基反应,使得二氧化硅牢牢固定在材料表面。
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