论文部分内容阅读
聚有机硅氧烷具有优异的耐热性能，然而随着现代高新技术领域的迅速发展，其已不能满足某些更高温度条件空气环境中的应用，必须进一步提高其热氧化稳定性。二茂铁化合物中铁核的存在对聚二甲基硅氧烷(PDMS)有较好的抗热氧化作用，但其高温升华限制了其在PDMS高温抗氧化方面的应用。利用二茂铁茂基的可反应性，将有机硅单元和二茂铁结构结合，将会明显改善其稳定性和与PDMS的相容性，发展一类新的聚硅氧烷高温抗氧剂。以此为出发点，设计制备了含有二茂铁单元的有机硅化合物用做PDMS的抗氧剂和交联剂，研究了其对PDMS热氧化稳定性的影响。具体内容如下：
1．研究了PDMS热氧化前后的分子结构变化。PDMS热氧化过程中伴随着主链的水解反应。氧化初期生成的端羟基的数量多于侧羟基的数量。羟基之间发生缩聚反应，使PDMS的分子链支化、交联。热氧化初始阶段的失重和分子量降低主要是由氧化生成的硅羟基引发主链降解引起的。
2．合成了聚二茂铁二苯基硅烷(PFPS)和聚二茂铁二甲基硅烷(PFMS)，研究了其对PDMS耐热氧化作用的影响。PFPS的抗氧化效果要优于PFMS。PFMS和PFPS属于高分子聚合物，受热不易挥发损失。
3．合成了一种新的化合物二茂铁基甲基二苯基硅烷，并将其作为PDMS耐热氧化添加剂。二茂铁基甲基二苯基硅烷与PDMS相容性较好，且添加方便，能显著提高其热氧化稳定性。其用量以0.1～0.2phr为宜。
4．将硅氮键引入含二茂铁的PDMS添加剂中，合成了1，1，3，3-四甲基-1，3-二二茂铁基二硅氮烷。添加量在0.1～0.2phr时，PDMS的耐热氧化性能最好。同时也能提高氮气气氛下PDMS的热降解稳定性。含1，1，3，3-四甲基-1，3-二二茂铁基二硅氮烷的PDMS复合物的室温储存稳定性较好，放置两个月后的等温热失重与放置前的热失重基本没有变化。
5．合成了以二茂铁基团为核以硅氮键为交联基团的室温硅橡胶交联剂，并研究了硫化胶的机械性能和热性能。交联剂的用量为5～15phr时硫化胶具有较好的机械性能。硫化胶在空气气氛下的热稳定性得到显著提高，优于以正硅酸乙酯交联的硅橡胶。