水基硅橡胶的制备、性能及应用研究

【摘要】硅橡胶具有许多优异的性能使其在各个方面得到广泛的应用。但目前研究应用较多的是溶剂型硅橡胶,它在合成和使用过程中需利用大量的有机溶剂,存在安全隐患,对人和环境都会造成危害。水基硅橡胶是用水代替有机溶剂分散硅橡胶颗粒所形成的乳胶,当水分蒸发后,这些粒子能不可逆地聚结成有机硅橡胶弹性体。水基硅橡胶弥补了传统溶剂型硅橡胶的缺点,使硅橡胶在使用过程中更加方便和环保。随着水性化技术的发展和环保法规的实施,关于水基硅橡胶的研究和应用拥有广阔前景。本文首先研究了端羟基聚硅氧烷的乳液聚合反应。单体D4(八甲基环四硅氧烷)在十二烷基苯磺酸的催化下进行乳液聚合,选用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/AEO-3的阴/非离子型混合表面活性剂作为乳液的乳化剂,制备出稳定的大分子端羟基聚硅氧烷乳液。它作为水基硅橡胶的基胶,即硅橡胶的主体,带有反应性基团能进行交联反应,为形成硅橡胶弹性体的合成提供原料。通过研究各合成条件对乳液性能的影响,得出较合适的乳液聚合工艺条件为：SDBS与AEO-3比例为1：4,表面活性剂用量和有机酸催化剂(DBSA)用量分别为D4单体质量分数的3%和5%,聚合反应温度85℃和聚合反应时间为4h。此条件下合成的乳液粒径为105.6nm,转化率能达到88.7%,乳液分布均匀泛蓝光有很好的稳定性。本文第二部分研究了水基硅橡胶的制备及其成膜性能。本课题选用甲基三乙氧基硅氧烷作为体系的交联剂,三乙氧基能在水中水解为硅醇基并带有三个反应基团,与羟基硅油的端羟基反应使线型聚硅氧烷大分链交联成网状,并用二丁基二月桂酸锡作为交联反应的催化剂。同时选用与乳液有很好相容性的硅溶胶作为补强剂。将各组分混合均匀后室温放置一定时间烘干成硅橡胶膜,测试模的各项性能。通过研究各组分用量对所成硅橡胶模的性能的影响,发现随着硅溶胶和交联剂用量的增加,硅橡胶模的强力和断裂伸长率都增加但超过一定值后导致过度交联,力学性能又开始下降,从而得出最佳的硅溶胶和交联剂用量分别为端羟基硅油乳液质量的25%和12.5%。研究发现催化剂用量对膜的机械性能影响不大,只是随用量的增加混合乳液凝固时间缩短,为便于应用,催化剂用量选择0.067%。研究室温放置时间对模性能的影响,发现混合乳液液室温放置至液体粘稠后就可烘干成膜,烘干后模与是室温放置七天的模能达到相近的的力学性能,说明乳液变粘稠后体系已经完成了交联反应,烘干只是加速了水分的蒸发,对模的内部结构影响不大,催化剂用量选定为0.067%,水基硅橡胶乳胶室温反应30min左右后就能烘干成膜且能达到最佳性能。利用水基硅橡胶乳胶粘稠后薄层涂覆烘干即可成为硅橡胶薄膜,本文第三部分将合成出的最佳水基硅橡胶乳胶薄层涂覆在织物上研究其涂层到织物上后对织物性能的影响。发现由于体系中大量乳化剂存在,涂层烘干后的涤纶织物能很快被水润湿,但随着水洗次数的增加,其水接触角逐渐增大,水洗10次后水接触角能达到132°左右,表现出硅橡胶原本的拒水性。通过对比不同焙烘温度不同焙烘时间对水洗10次后的涂层织物的撕破强力与水接触角影响,得到最佳焙烘工艺条件为160℃焙烘3min。此外,整理后的涤纶织物还能保持良好的透湿性和抗粘性,具有光滑柔软的手感。
【作者】蔡丹；
【导师】闵洁；
【作者基本信息】东华大学，纺织工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】水基硅橡胶；乳液；交联；硅溶胶；涂层整理；

【参考文献】
[1]李亮.尾矿分级旋流器数值模拟及性能影响分析[D].太原科技大学,机械工程,2014,硕士.
[2]蒋海青.原位聚合制备导电纺织材料及其应用[D].武汉纺织大学,纺织材料与纺织品设计,2014,硕士.
[3]周福雄.同形异构的“X就X”格式[J].汉语学报,2014,04:81-85.
[4]张敬.中小型集团公司运用ERP完善内部控制存在的问题及对策[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[5]李园园,郑玉平.距离继电器作为变压器低压侧故障远后备保护时的性能[J].电力系统自动化,2006,15:44-47+102.
[6]娜仁其其格.《孤儿舌战成吉思汗九员大将》的逻辑思维研究[D].内蒙古师范大学,逻辑学,2013,硕士.
[7]梁海晶.阿特拉津降解酶酶学性质研究[D].东北农业大学,生态学,2013,硕士.
[8]谷明宇.平庄西露天矿顶帮边坡稳定性分析[D].内蒙古科技大学,采矿工程,2014,硕士.
[9]崔贵青.葡萄白腐病菌拮抗放线菌的筛选、鉴定及发酵条件研究[D].吉林农业大学,植物病理学,2012,硕士.
[10]杜先智.积分空校方法中的几个问题─—与顾先觉同志商榷[J].石油地球物理勘探,1994,S2:217-223+238.
[11]吕炜.基于MapX组件的电厂地理信息系统[D].华北电力大学（北京）,热能工程,2003,硕士.
[12]秦雅坤.部分冶金仪表生产概况[J].冶金自动化,1982,02:57.
[13]胡涛.P14～（ARF）、P27～（kip1）及p53蛋白表达和P14～（ARF）基因改变与脑胶质瘤发生发展的相关性研究[D].山西医科大学,神经外科学,2003,硕士.
[14]宋庆伟.大巴山与雪峰山构造带J_3-K_1相互作用过程研究[D].中国地质大学（北京）,构造地质学,2014,硕士.
[15]任如枫.PolyI：C对NOD小鼠胰腺细胞Fas表达的影响[D].山西医科大学,内分泌学,2002,硕士.
[16]李飞腾.雅砻江牙根二级水电站坝基抗滑稳定性研究[D].成都理工大学,岩土工程,2013,硕士.
[17]蔡秋雄.双定子摆动液压泵的设计与研究[D].燕山大学,机械电子工程,2014,硕士.
[18]舒远仲,赵欣瑜,彭晓红,苏雁南,谢艳芬.江铜教培中心就业管理信息系统的设计与实现[J].计算机时代,2014,03:67-69.
[19]曾宪强,吴智铭.广义随机Petri网在制造系统中的应用[J].自动化学报,1995,02:198-202.
[20]李保卫,韦化,李滨,李佩杰.潮流PV-PQ转换的混合互补方法[J].电力系统自动化,2009,14:37-40.
[21]曾蕾.不同杂交稻后期衰老过程中对增温增光胁迫及增N响应的差异[D].江西农业大学,作物栽培学与耕作学,2012,硕士.
[22]谢俊.基于OpenCV的视频检测系统设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[23]林果.我国城乡居民医疗保险一体化制度研究[D].新疆财经大学,金融学,2013,硕士.
[24]马晓倩.干旱扰动下黄土高原典型村落农户生计可持续性分析[D].西北大学,自然地理学,2014,硕士.
[25]叶凌青.未来时间知觉与积极效应的关系研究[D].西南大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[26]戴忠.西南油气田分公司QHSE管理体系构建与实施对策研究[D].西南财经大学,工商管理,2004,硕士.
[27]应劭霖.基于PLC的污水处理自控系统研究[D].江西农业大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[28]欧朱建,程新功,宗西举,张静亮,侯广松.电网谐波状态估计中的可观性分析[J].电力系统自动化,2015,06:53-59+151.
[29]王延正.CX公司绩效考核体系优化研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[30]苏容.我国政府环保角色地位研究[D].首都经济贸易大学,行政管理,2013,硕士.
[31]刘琰.支持向量机核函数的研究[D].西安电子科技大学,应用数学,2012,硕士.
[32]田媛.过度自信对外显和内隐学习条件下二语词汇学习图优效应的影响[D].河北大学,基础心理学,2014,硕士.
[33]闫明富.地铁钢轨电位及杂散电流研究[D].北京化工大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[34]田福厚,李少远.贴片机喂料器分配的优化及其遗传算法求解[J].控制与决策,2005,08:955-957+960.
[35]郝永龙.基于DALI协议的LED智能照明控制系统[D].杭州电子科技大学,微电子学与固体电子学,2014,硕士.
[36]肖飞.滤泡辅助性T细胞在强直性脊柱炎患者中的表达及其临床意义[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[37]任佩.民国时期广西旅游业的发展[D].广西师范大学,中国近现代史,2013,硕士.
[38]叶正茂,赵慧,张尚盈,韩俊伟.基于位置内环的柔顺力控制的研究[J].控制与决策,2006,06:651-655.
[39]孙宏.基于RosettaNet标准的政府招标采购系统设计[D].中国海洋大学,2005.
[40]林晓慧.大连港三十里堡港区仓储区建设可行性研究[D].大连海事大学,物流工程,2012,硕士.
[41]汪竹青,王敏,吴根华.浅析重金属离子吸附剂的优缺点及发展趋势[J].广东化工,2014,23:90+74.
[42]杨敏.基于FCASM4机理模型智能化SBR控制策略的开发与应用[D].浙江工商大学,环境工程,2014,硕士.
[43]吴干俊.长三角城市安全生产的经济社会因子及空间差异分析[D].上海大学,区域经济学,2012,硕士.
[44]刘知贵,黄正良.大工业过程的稳态模型分散辨识及其强一致性分析[J].控制与决策,2005,03:316-320.
[45]樊陈,倪益民,窦仁晖,赵东坡,赵安国,黄国方.智能变电站顺序控制功能模块化设计[J].电力系统自动化,2012,17:67-71.
[46]刘学炎,肖化云,刘丛强,李友谊.苔藓新老组织及其根际土壤的碳氮元素含量和同位素组成(δ~(13)C和δ~(15)N)对比[J].植物生态学报,2007,06:1168-1173.
[47]苏劲松.前炎清片治疗慢性前列腺炎肾虚湿热血瘀证的临床研究[D].湖南中医药大学,中西医结合临床,2013,硕士.
[48]胡晶晶.会计估计变更的市场反应研究[D].南京财经大学,会计学,2012,硕士.
[49]雷明芳.南宁市少数民族流动人口管理和服务研究[D].广西民族大学,马克思主义民族理论与政策,2013,硕士.
[50]江利群.实现中国梦的机遇与挑战研究[D].西南大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2014,硕士.