室温硫化甲基乙基硅橡胶的性能与动力学研究

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甲基乙基硅橡胶(MESR)具有优异的耐低温性能,在航空航天、极地考察等领域具有重要的应用。目前,关于MESR在基胶的合成和性能方面的研究还比较少。因此,本论文对MESR基胶的合成和MESR的性能进行了研究,主要以室温硫化甲基乙基硅橡胶(RTV-MESR)基胶的合成,RTV-MESR性能以及RTV-MESR硫化过程动力学为研究内容。以八甲基环四硅氧烷(D4)和六乙基环三硅氧烷(D3Et)为反应单体,选择合适的催化剂及用量,采用水作为封端剂,采用阴离子开环聚合的方法,成功合成了羟基封端的室温硫化甲基乙基硅橡胶基胶。通过红外(FTIR)、核磁共振(NMR)和差示扫描量热(DSC)分析表征了RTV-MESR基胶的结构和性能。FTIR和1HNMR结果表明在RTV-MESR基胶中含有-CH。和-CH2CH3结构;DSC结果表明RTV-MESR基胶是具有低Tg的非结晶聚合物。然后以羟基封端的RTV-MESR基胶,分别制备了脱醇缩合型双组份甲基乙基室温硫化硅橡胶(RTV-2-MESR)和脱氢缩合型RTV-2-MESR。研究了基胶、白炭黑和交联剂对RTV-2-MESR力学性能的影响;通过DSC测试了不同类型的RTV-2-MESR的低温性能,结果表明RTV-2-MESR可以作为耐低温的密封剂和胶粘剂使用。我们还研究了基胶、白炭黑和交联剂对RTV-2-MESR表干时间的影响,并以脱氢缩合型RTV-2-MESR为研究对象,通过原位红外(in situ FTIR)对反应进行动力学分析,结果表明硫化过程符合二级反应动力学模型。通过不同温度下的反应监测和数学拟合得到了反应活化能、频率因子以及不同温度下的反应速率常数。进而得到了包含时间、转化率以及温度的动力学方程。计算数据表明当转化率为0.85的时候,所需时间和实测表干时间最为吻合。因此动力学方程可以用来预测不同温度下的表干时间,为实际应用提供指导和理论依据。
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