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聚硅氧烷兼具了无机物与有机物的结构和性能,广泛应用于化妆品、涂料、橡胶、医学等领域。然而,它同时也存在着机械强度低,而且耐高温性能也有进一步提高的需求,这些都极大地限制了它应用范围的拓展。本文以天然可再生资源松香及其衍生物为原料,替代传统的煤和石油基化工产品对乙烯基聚硅氧烷进行改性。分别以精制松香(CR)、氢化松香(HR)、马来松香(MR)和马来海松酸(MPA)为基本原料,制备出松香改性乙烯基聚硅氧烷(CR-VMS)、氢化松香改性乙烯基聚硅氧烷(HR-VMS)、马来松香改性乙烯基聚硅氧烷(MR-VMS)和马来海松酸改性乙烯基聚硅氧烷(MP-VMS)等4种改性乙烯基聚硅氧烷,马来松香改性乙烯基含氟聚硅氧烷(MR-VFS)和马来海松酸改性乙烯基含氟聚硅氧烷(MP-VFS)等2种改性乙烯基含氟聚硅氧烷,同时制备了不含有松香的空白普通乙烯基聚硅氧烷试样(C-VMS)和空白普通乙烯基含氟聚硅氧烷试样(C-VFS)。在此基础之上,进一步分别以C-VFS、MR-VFS和MP-VFS为交联剂(VFS)制备了不含有MR(或MPA)的空白氟硅混炼胶试样(C-FSR)、马来松香改性氟硅混炼胶(MR-FSR)和马来海松酸改性氟硅混炼胶(MP-FSR),同时制备不含有任何交联剂VFS和MR(或MPA)的空白氟硅混炼胶试样(P-FSR)。采用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振光谱仪1H NMR和13C NMR等手段表征了所合成的改性乙烯基聚硅氧烷;采用差式扫描量热法(DSC)和热失重分析(TGA)等手段研究了改性乙烯基聚硅氧烷的固化行为,以及改性乙烯基聚硅氧烷固化物和氟硅混炼胶的耐高低温性能;采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量分析光谱仪(EDX)研究了氟硅混炼胶的微相结构;详细表征和研究了氟硅混炼胶的力学性能和耐油性能,研究结果对松香改性有机硅材料的开发具有一定理论指导意义。FT-IR、1H NMR和13C NMR等结构表征数据证明,CR和HR分子中的羧基可以与聚硅氧烷侧链的胺丙基发生酰胺化反应,MR和MPA分子中的酸酐可以与胺丙基发生酰亚胺化反应,从而实现HR、CR、MR和MPA等与乙烯基聚硅氧烷的化学嫁接,其中MR-VMS和MR-VFS含有马来松香基稠环(MRBFR),MP-VMS和MP-VFS含有马来海松酸基酰亚胺杂环(MPABI)。4种改性乙烯基聚硅氧烷可以在2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷引发下发生自由基硫化反应。采用DSC研究其固化行为,结果显示,当乙烯基含量和松香及其衍生物添加量都分别相等时,它们和不加入松香及其衍生物的乙烯基聚硅氧烷(C-VMS)的单位质量放热量的排序为:C-VMS>MP-VMS>HR-VMS>MR-VMS>CR-VMS,推测其原因应该是松香及其衍生物中含有的共轭双键对聚硅氧烷的自由基硫化过程具有链转移作用。氟硅混炼胶的扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量分析光谱仪(EDX)研究表明,MRBFR和MPABI都可以加剧氟硅橡胶内部的微相分离程度。氟硅混炼胶的力学性能和耐油性能研究表明,MRBFR可以降低氟硅橡胶的密度、硬度、拉伸强度和回弹性等,并且显著提高氟硅橡胶的撕裂强度和断裂伸长率;与MRBFR相比,MPABI不仅能够显著提高氟硅橡胶的内聚能密度,而且对交联密度的消减作用较弱,可以整体提高氟硅橡胶的力学性能;MPABI和MRBFR可以导致氟硅橡胶的整体耐油性能略微变差。当VFS的质量分数为2.0%时,与不加入马来松香的氟硅橡胶空白试样C-FSR和P-FSR相比,MR-FSR的撕裂强度分别提高了20.1%和9.1%;与MR-FSR相比,MP-FSR的硬度提高了4.6%,拉伸强度提高了45.0%,断裂伸长率降低了18.0%,撕裂强度提高了2.8%,回弹性提高了36.0%,交联密度提高了77.7%;与不加入马来海松酸的氟硅橡胶空白试样C-FSR相比,MP-FSR的硬度提高了4.6%,拉伸强度提高了6.1%,断裂伸长率提高了18.6%,撕裂强度提高了23.5%,回弹性提高了9.7%;与不加入马来海松酸的氟硅橡胶空白试样P-FSR相比,MP-FSR的硬度提高了9.7%,拉伸强度降低了5.4%,断裂伸长率提高了4%,撕裂强度提高了12.2%,回弹性提高了21.4%。采用TGA研究了4种改性乙烯基聚硅氧烷固化物和氟硅混炼胶的耐热分解性能。结果显示,HR、CR、MR和MPA的引入可以显著提高有机硅材料的耐高温热分解性能,这应该归功于三元菲环和酰亚胺杂环的引入。与C-VMS固化物相比,4种改性乙烯基有机硅树脂固化物在350 o C以上时展现了较为突出的高温热稳定性,其中MP-VMS固化物比普通有机硅的质量保留率可以高出55.7%;5种树脂固化物的热稳定顺序为:MP-VMS固化物>MR-VMS固化物>HR-VMS固化物>CR-VMS固化物>C-VMS固化物。当氟硅橡胶中VFS的质量分数为2.0%时,MR-FSR的最快热分解温度(Tmax)较P-FSR要高出19.6 o C,较C-FSR要高出3.7 o C;MP-FSR具有比MR-FSR更为优异的耐热分解性能,这应该归功于原料MP-VFS中MPABI的含量比MR-VFS要高。采用DSC研究了4种改性乙烯基聚硅氧烷固化物和氟硅混炼胶的耐低温性能。结果表明,MPABI和MRBFR的引入并未影响有机硅材料的耐低温性能。