改性硅油的合成及有机硅/聚碳酸酯共聚物的制备

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聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂,具有优异的电绝缘性、延伸性、透明性、尺寸稳定性、高抗冲击强度及耐化学腐蚀性,较高的耐热性和耐寒性;还具有自熄、易增强、阻燃、无毒、卫生、能着色等优点,因此PC在工程塑料中的用量仅次于聚酰胺(PA)而位居第二。2001年之前,PC是世界上需求增速最快的工程塑料之一。但是PC仍然存在很多缺点,具有较高的熔体粘度,加工困难,难于制作大型制品,易发生应力开裂。且耐溶剂性、耐磨损性、耐沸水性较差,高温起泡。耐老化性能很差,透明PC制品在储存、加工及使用过程中因热空气老化或热水老化,性能变坏,如冲击强度降低、制品表面龟裂、泛黄并光泽丧失,以至于影响其制品的正常使用。有机硅高聚物耐高温、耐低温、介电性优良;耐候性极好;分子链柔性极高,低表面张力和低表面能。介电性;本质阻燃,燃烧时会生成不燃的二氧化硅灰烬而自熄;而且在燃烧时放出气体的毒性方面,属于低毒范围;表面能极低,可以有效改善聚合物链段运动能力。有机硅的这些优点正好弥补PC的缺点。有机硅/PC共聚物可以在保持透明性的条件下,各方面大幅提高PC的性能,在PC改性方面有着巨大的应用前景。在国外有机硅聚合物早就成为一种重要的PC添加剂,用于改善PC的加工流动性、缺口敏感性、阻燃性、低温冲击性能等。有机硅/PC共聚物是在19世纪60年代中期首次公布的。这类聚合物具有突出的耐热性、耐候性和阻燃性能,在低温下具有高抗冲性,良好的流动性。根据有机硅链段长度和比重的不同,共聚物可以作成透明的、半透明的和不透明的。本文探索制备性能优良的有机硅/PC共聚物的有效方法,为制备环保、透明的PC改性剂和无卤阻燃剂,进行初步的研究。本文采用丁香酚和含氢硅油,在铂催化剂作用下进行硅氢加成反应,合成了丁香酚改性硅油,在有机硅分子链中引入了活性很高的酚羟基;并且初步研究了生成率的影响因素。本文把丁香酚改性硅油与PC熔融共混,研究了其对PC性能的影响,结果发现丁香酚改性硅油大幅的改善了PC流动性。本文还使用丁香酚改性硅油,通过酯交换法,熔融共聚制得了PC/有机硅共聚物,并且初步研究了有机硅的反应生成率的影响因素。另外本文探索出一条在国内外还没有专利记载的制备PC/有机硅共聚物新方法。采用烯丙基缩水甘油醚与低含氢硅油,在铂催化剂作用下进行硅氢加成反应,制备了环氧改性硅油;然后再利用环氧改型硅油与羟端基的PC反应,合成了有机硅/PC共聚物。
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