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有机硅橡胶乳液是一种憎水性、抗老化及化学稳定性良好的硅橡胶产品,克服了传统室温硫化硅橡胶不易薄膜涂覆和润湿基材的不足,作为喷粉原料和防水涂料在可广泛应用子集装箱、船舶、建筑、电子产品、纺织品等领域。因此有机硅橡胶乳液稳定性和力学性能的研究具有重要意义和应用价值。在硅橡胶的合成体系中,由于聚硅氧烷的粘度太大,机械乳化法难度太大,而且乳液稳定性很难保证,所以一般采用乳液聚合的方式合成水基硅橡胶。 本论文在课题组之前对水基硅橡胶研究基础之上,通过硅橡胶乳液与碱性硅溶胶的复合来提高水基硅橡胶的力学性能,通过纳米二氧化硅/十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)协同稳定的Pickering乳液聚合制备水基硅橡胶,以此来改善乳液的聚合稳定性、贮藏稳定性,降低体系乳化剂含量以及简化乳液的后处理工序。 采用八甲基环四硅氧烷(D4)为单体,阳离子乳液开环聚合制备了端羟基聚硅氧烷(PDMS)乳液,加入偶联剂正硅酸乙酯(TEOS)和增强剂硅溶胶(Silica Sol)制备了硅溶胶复合硅橡胶乳液,并制膜。通过GPC和NMR分析表征了PDMS分子量及分布,结果表明,PDMS的Mn为27000,分子量分布为1.35。研究了TEOS、硅溶胶用量对乳液粒径及分布、复合膜机械性能、交联密度的影响,通过TEM、SEM分别对乳液及复合膜微观形貌进行了观察。结果表明,随TEOS、硅溶胶用量增加,乳液粒径增大,粒径分布变宽,复合膜拉伸强度和邵氏硬度逐渐增大,断裂伸长率减小,交联密度增大。当w(TEOS)=2.0%,w(Silica Sol)=20%时,硅橡胶乳液综合性能达到最佳。 以十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)协同纳米SiO2制备Pickering乳液,碱性条件下引发D4开环聚合制备线性聚硅氧烷(PDMS),然后加入交联剂KH560,制备阳离子型水基硅橡胶乳液。考察了纳米SiO2与OTAC用量对Pickering乳液性能的影响,通过Zeta电位及TEM研究了OTAC在SiO2表面的吸附状态,用FT-IR、29Si NMR对水基硅橡胶的结构进行了表征,研究了KH560用量对橡胶膜水接触角和邵氏硬度的影响。结果表明: w(SiO2)=2.0%时,乳液流动性和稳定性最优;w(OTAC)=1.75%时,OTAC在纳米SiO2表面的单层吸附达到饱和,单体转化率89%、粒径617nm,Zeta电位接近零点,PDMS的Mn为16747,PDI为1.48;w,(KH560)=10.0%时,KH560与PDMS充分水解缩合,硅橡胶膜憎水性和硬度显著提高。