含氟聚硅氧烷的合成及性质研究

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含氟聚硅氧烷由于其独特的耐油性能、阻尼性能、耐热性能、耐低温性能、极低的表面张力等优异性能而在很多领域得以应用,而这类材料的合成难度大,阻尼、耐热等性能难以满足越来越苛刻的更高端的使用环境要求。所以,本论文围绕含氟聚硅氧烷的聚合、共聚,新型含氟聚硅氧烷的单体合成、聚合物合成及其耐热性能、阻尼性能、耐油性能等展开研究。以期得到含氟聚硅氧烷简便可调控的聚合制备方法以及综合性能更为优异的含氟聚硅氧烷材料,促进其发展和应用。  1、针对甲基三氟丙基环三硅氧烷聚合过程易于平衡化的问题,以二苯基硅二醇锂(Ph2Si(OLi)2)作为引发剂,在DMF,二乙二醇二甲醚(diglyme),乙二醇二甲醚(DME)等促进作用下引发甲基三氟丙基环三硅氧烷(D3F)非平衡开环聚合,从聚合反应动力学控制出发,发展了一种具有产率高,可多种端基官能化,分子量及其分布可控,宽的“封端窗口”的聚合方法;合成了多种端基官能化的液体含氟聚硅氧烷;并且合成了相应的含氢氟硅油作为交联剂,实现了加成型液体氟硅橡胶硫化成型加工。  2、通过CF3SO3H和Ph2Si(OLi)2引发环体同时聚合的方法制备了AB型和BAB型甲基三氟丙基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷梯度共聚物,在阴离子开环聚合时D3F的聚合活性比D3Ph的要高,而阳离子开环聚合时D3Ph的聚合活性比D3F的要高,通过分子模拟给出了这种动力学反转现象的解释,并且推测出了聚合机理。  3、合成了新型的硅氧烷单体对三氟甲基苯基硅氧烷,及其与甲基三氟丙基硅氧烷的系列含量共聚物。使用混合环体与D3F开环共聚的方法可以有效抑制聚甲基三氟丙基硅氧烷的回咬副反应的发生,可以通过平衡共聚的方法得到甲基三氟丙基硅氧单元不同含量的系列共聚物,这类共聚物具有优异的耐热性能、阻尼性能、耐油性能;合成的聚三氟甲基苯基硅氧烷氮气氛下耐热性能优于传统的聚甲基三氟丙基硅氧烷。  4、将含氟聚硅氧烷引入到有机高分子L-聚乳酸中,成功得到接枝和嵌段共聚物。  5、硅橡胶通过添加α-Fe2O3可以显著地提高其高温下的抗氧化性能,研究结果证实了α-Fe2O3经历的还原-氧化抗氧化循环的机理。在硅橡胶外层氧气充分的环境构成完整的Fe3+还原-氧化循环淬灭高温下的自由基,抑制硅橡胶结构的氧化破坏;而在内层氧气不充分的环境中,Fe3+被还原成Fe2+,高温下又进一步转变成Fe3O4.
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