丙烯酸酯厌氧胶黏剂广泛应用于螺纹件紧固和防松、法兰面和管接头的密封、圆柱固持等领域,而航空、航天发动机工业对厌氧胶耐热性能和力矩可控性能有着更高的要求。有机硅具有Si-O键键能高、交联度可控等特点,已用于改善丙烯酸酯厌氧胶的耐热与力矩调节。但由于二者极性相差较大,限制了体系相容稳定性,影响了有机硅对厌氧胶的改性效果。为此,本论文分别设计合成了含苯基硅硼树脂(PBS)和SiO2杂化的甲基丙烯酸β羟乙酯(HEMA)低聚物,通过杂化组分与杂化工艺的调控,充分发挥多组分的协同改性效应,不仅提高了耐热和机械性能,而且提高了厌氧胶的组分相容稳定性。以硼酸(BA)与苯基三乙氧基硅烷(PTEOS)通过共聚合反应合成了 PBS树脂。通过热重分析(TGA)和差热分析(DTA)研究了 PBS树脂的热性能,PBS树脂的加热及烧蚀过程主要分为硼羟基缩聚(≤200℃)、交联(200℃～450℃)、热分解(450℃～700℃)和陶瓷化转变(≥700℃)四个阶段。通过原位漫反射傅里叶红外光谱(DRIFTS)和硅谱核磁共振(29Si-NMR)分析了 PBS树脂在热处理过程中发生的结构与性能演变机理,研究结果表明:在硼羟基缩聚阶段,反应主要生成了 B-O-B链接;而在交联阶段,体系中的B-OH与Si-OH随温度升高缓慢且逐渐地脱水缩合,形成了含有Si-O-B键的SiO2-B2O3陶瓷前驱体杂化交联网络结构,有利于耐热性能和耐水解性能的提高。以PBS树脂对乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯(EBDMA)为单体的厌氧胶进行改性,提高厌氧胶对钢试件的浸润能力,促进厌氧胶的固化反应,从而提高了厌氧胶的粘接性能,当树脂中B/Si(mol/mol)=1时,50 wt%PBS树脂改性的厌氧胶室温破坏扭矩可提高86%。采用差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜能谱(SEM-EDS)、TGA等进一步对PBS杂化厌氧胶高温粘接机制进行研究。结果表明,硼元素的引入改善了有机硅与丙烯酸酯的组分相容性,抑制了丙烯酸酯的热分解,含硼PBS树脂在400℃下形成的杂化交联产物具有较高的内聚力和黏性,同时对厌氧胶起到热防护作用,对粘接件具有更好的浸润性和粘附性,使厌氧胶在400℃的热强度明显升高。以正硅酸乙酯(TEOS)为无机前驱体,HEMA为有机相,分别采用接枝法和共混法,通过原位水解-缩聚反应制备了 HEMA/SiO2杂化低聚物。采用不同的杂化工艺可改变SiO2的粒径及在低聚物中的分散状态。接枝法杂化HEMA中的SiO2粒径约为100 nm且可均匀分散,而在共混法杂化HEMA中,SiO2粒子发生团聚。共混法和接枝法杂化均可提高HEMA的耐热稳定性,表明杂化体系中无机组分与有机聚合物存在互穿网络结构,具有良好的耐热协同效应,接枝法杂化效果更明显,当TEOS加入量为HEMA的12.5 mol%时,Td5的温度达到最大值,比未杂化HEMA升高23℃。以SiO2杂化HEMA低聚物为单体,端羟丙基硅油为力矩调节剂,制备了硅油改性SiO2杂化HEMA厌氧胶。采用紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)、SEM-EDS、TGA等分析了厌氧胶耐热改性及力矩调节的作用机理。研究表明,SiO2杂化阻止分散相的硅油小液滴互相凝结,提高了硅油在HEMA厌氧胶中的相容稳定性。硅油较低的表面能和摩擦系数,对粘接件的力矩起到了调节的作用,而SiO2杂化HEMA则保证厌氧胶的耐热性能。硅油改性与SiO2杂化在提高HEMA厌氧胶的耐热性能和力矩调节性能方面具有良好的协同效应。