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聚硅氧烷具极低的玻璃化温度、非常低的表面能、突出的表面疏水性、耐气候性、防潮、脱模性、以及生理惰性等特点在电子电器、化工、冶金、建筑、航天、航空、医用材料等众多领域中得到广泛的应用。聚硅氧烷的合成研究具有非常重要的意义和应用价值。近年来,随着人们环保意识的日益增强,乳液型聚硅氧烷获得了广泛的关注。由于聚硅氧烷具有很高的粘度,很难使用机械乳化法制备成乳液,而且直接乳化得到的聚硅氧烷乳液稳定性差。乳液聚合是实验室和工业合成聚硅氧烷乳液重要方法。 本论文采用乳液聚合技术,以八甲基环四硅氧烷(D4)为单体,碱为催化剂,制备了粒径150nm左右的聚硅氧烷乳液,系统研究D4开环乳液聚合规律。 在八甲基环四硅氧烷单体乳液的形成规律研究中,采用乳液稳定性、乳液透光率以及动态光散射对乳液进行分析,考察了单一乳化体系、复合乳化体系、均质方式对D4单体乳液性能影响。结果表明,HLB值为12~14非离子乳化剂与十八烷基三甲基氯化铵形成的乳化体系稳定性最好,采用高压均质制备的单体乳液粒径较小,粒径分布较窄,稳定性最好。 在十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)和异构十三醇聚氧乙烯醚(TO-7)体系D4开环乳液聚合规律研究中,通过乳液稳定性、乳液粒径和单体转化率研究D4开环乳液聚合规律,考察了复合乳化剂配比及用量、KOH用量和反应温度对乳液稳定性和聚合动力学的影响。结果表明,m(OTCA)∶m(1307)=1∶1时,乳液稳定性较好,且随着复合乳化剂用量的增加,乳液凝胶率降低,乳液粒径减少,乳液稳定性提高。当复合乳化剂的配比固定为1∶1时,OTAC的表观反应级数为0.16;当复合乳化剂的浓度固定为0.0451 g/mL时,OTCA的表观反应级数为0.21; KOH的表观反应级数为0.57,表观活化能为42.66 kJ×mol-1。 在交联聚硅氧烷乳液的制备及其性能研究中,以八甲基环四硅氧烷(D4)为单体,四乙氧基硅烷(TEOS)为单体为交联剂,采用乳液聚合法合成了交联型聚硅氧烷乳液,通过傅里叶红外光谱、乳液粒径和热重分析研究交联剂对乳液性能影响。结果表明,在线性聚硅氧烷乳液中引入交联剂后,通过水解缩合反应,形成交联聚硅氧烷。随交联剂用量增加,硅橡胶中Si-OH的含量由于参与交联反应而逐渐增加,在TEOS的加入量达到固定值后,Si-OH链段的活动能力下降,参与交联反应的能力下降,Si-OH在聚硅氧烷中的含量几乎不变。随TEOS交联剂用量增加,乳胶粒的粒径增加,聚硅氧烷的热稳定性提高。