端硅烷基聚醚预聚物的合成、表征及其密封胶性能的研究

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本文以聚醚多元醇为原料,通过烯丙基化反应合成了端烯丙基聚醚,研究了烯丙基化反应的反应工艺,探讨了端烯丙基聚醚粗产物的精制工艺,对端烯丙基聚醚产物进行了表征;以端烯丙基聚醚与硅烷化试剂通过硅氢加成反应,制备了端硅烷基聚醚,开展了硅氢加成反应的工艺研究,对端硅烷基聚醚进行了表征;最后以自制的端硅烷基聚醚为原料,制备了端硅烷基聚醚弹性密封胶,重点讨论了碳酸钙、气相白碳黑、滑石粉等填料对端硅烷基聚醚密封胶力学性能的影响。 对聚醚多元醇的醇盐化反应和烯丙基化反应工艺及产物精制工艺进行了研究。结果表明:醇盐化最佳反应温度为120℃,反应时间2h,最佳投料比取1.1,分子量3000的聚醚多元醇在此条件下可得到转化率高达90.8%的产物。烯丙基化反应的反应温度为70℃,反应时间4~6h,投料比1.3~1.5,可得到高转化率的产物。以无机酸B作为处理剂,并采用混合型吸附剂,可以得到较好的精制效果。在酸处理剂B用量与小分子盐摩尔比为1:2.5,混合型吸附剂用量为2.5%,减压脱水3h条件下,得到的过滤速度为7.4g/min。H1NMR及FTIR图谱表明烯丙基已经接到聚醚多元醇两端;紫外可见吸收光谱表明产物中有新的生色基生成,结合FTIR图谱推测其可能为羰基,探讨了精制工艺对产物颜色的影响。 对硅氢加成反应工艺进行了探讨。在本实验中,硅氢加成反应最佳反应温度为80℃,反应时间2~4h,投料比1.2~1.3,均可达到较高转化率。当反应温度为80℃,反应3h,投料比为1.2时,反应转化率为82.2%。样品分离精制后的FTIR图谱表明硅烷已接到端烯丙基聚醚两端;GPC图谱表明端硅烷基聚醚具有相对高的分子量及窄的分子量分布,有利于其最终机械性能;DSC图谱表明端硅烷基聚醚固化物玻璃化转变温度(Tg)为-66℃,说明端硅烷基聚醚固化物具有较宽的温度使用范围。端硅烷基聚醚产物粘度在0~30℃时对温度比较敏感,但在30℃以上变化不大;在整个0~60℃范围内粘度较低,说明端硅烷基聚醚具有良好的工艺操作性能。碳酸钙、滑石粉和气相白碳黑三种填料中以碳酸钙的补强效果最好,随着纳米碳酸钙用量的增大,密封胶强度随之升高,断裂伸长率先升后降。添加90份T2可以得到拉伸强度为0.69MPa,断裂伸长率为320%,邵A硬度为23的密封胶。
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