室温硫化有机硅泡沫材料的制备及其性能研究

发布时间：2017-08-09 16:16

  本文关键词：室温硫化有机硅泡沫材料的制备及其性能研究

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【摘要】：泡沫有机硅是一种柔性、多孔弹性的新型高性能功能材料,它集有机硅和泡沫材料的优点于一体,它不仅具有有机硅突出的耐热、耐寒、耐臭氧和紫外辐射等,还有泡沫材料的质量轻、比强度高、隔热性、阻尼性能好等特点。而室温硫化泡沫有机硅不仅生产工艺简单,而且操作方便,可就地发泡成型,所以其应用领域更加广泛。本论文先研制了一种新型发泡剂,并讨论其用量对硅泡沫材料性能的影响,同时又系统讨论了其它不同组分对其性能的影响。本文以甲基氢二氯硅烷为原料,在不同溶剂的冰水浴条件下与氨气发生氨解反应得到以硅氮键为主链的含氢硅氮烷,通过FTIR、1H-NMR对硅氮产物进行表征,结果表明已成功合成了聚甲基含氢硅氮烷。然后选用甲基含氢硅氮烷和甲基含氢硅油复配作为发泡剂,研究含氢硅氮烷用量比例对泡沫材料性能的影响,结果表明当两者复配比例为1：1,其泡沫材料综合性能最好。研究了基胶粘度及分子结构对泡沫材料性能的影响,随着基胶粘度增大,泡孔变小、密度减小,力学性能有所增加：含苯基和三氟丙基的基胶制得的材料泡孔小、开孔率高,但其力学性能较差,而且三氟丙基的引入使材料的热稳定性降低,但苯基的引入可以增强其稳定性。研究了含氢硅油和助发泡剂对泡沫材料性能的影响,采用二苯基硅二醇为助发泡剂时,得到的泡沫材料为细小的闭孔,且密度偏大,用低分子醇做助发泡剂时,其力学性能较差,所以选羟基硅油做发泡助剂。当含氢硅油用量和羟基硅油用量为10份时,泡沫密度为0.5g/cm3,拉伸强度为0.14MPa,硬度为16,其综合性能最好。研究了不同型号白炭黑作为补强填料时对对泡沫材料性能的影响,由气相疏水白炭黑R8200制得的泡沫材料密度最小,开孔率最高,但其拉伸强度较低,由气相疏水白炭黑R106和亲水型白炭黑H170制得的泡沫材料密度偏大导致其拉伸强度较大,相对而言,由沉淀法白炭黑TQ-350及改性沉淀白炭黑制得的泡沫材料密度适中,且其拉伸强度、断裂伸长都较好,且当填料用量为15份时,其密度小达到0.52g/cm3,拉伸强度为0.21MPa,其综合性能最好。
【关键词】：有机硅泡沫 含氢硅氮烷 泡孔结构 力学性能
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O634.41;TB383.4
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 绪论15-29
• 1.1 引言15
• 1.2 有机硅的概述15-19
• 1.2.1 有机硅橡胶的特性15-17
• 1.2.2 有机硅橡胶的种类及特点17-19
• 1.3 有机硅泡沫材料的概述19-27
• 1.3.1 有机硅泡沫材料的分类19
• 1.3.2 有机硅泡沫材料的制备方法19-22
• 1.3.3 有机硅泡沫材料的发泡过程22-23
• 1.3.4 有机硅泡沫材料的研究现状23-25
• 1.3.5 有机硅泡沫材料的应用25-27
• 1.4 研究目的、意义与内容27-29
• 1.4.1 研究目的与意义27
• 1.4.2 研究内容27-29
• 第二章 实验部分29-37
• 2.1 实验原料29-30
• 2.2 仪器设备30
• 2.3 聚甲基含氢硅氮烷的制备30-31
• 2.3.1 无水无氧条件30-31
• 2.3.2 溶剂除水31
• 2.4 有机硅泡沫材料的制备工艺31-33
• 2.4.1 泡沫有机硅的发泡机理31-32
• 2.4.2 泡沫有机硅的制备过程32-33
• 2.5 表征测试33-37
• 2.5.1 红外表征33
• 2.5.2 核磁分析33
• 2.5.3 分子量及分子量分布33
• 2.5.4 表观密度的测定33-34
• 2.5.5 泡孔结构表征34
• 2.5.6 拉伸性能的测试34
• 2.5.7 硬度测试34
• 2.5.8 压缩永久变形的测试34
• 2.5.9 压缩性能的测试34
• 2.5.10 微观结构表征34-35
• 2.5.11 热失重测试35-37
• 第三章 聚甲基含氢硅氮烷及硅泡沫材料的制备37-45
• 3.1 聚甲基含氢硅氮烷的合成与表征37-41
• 3.1.1 合成路线37-38
• 3.1.2 合成基本步骤38
• 3.1.3 结果与讨论38-40
• 3.1.4 小结40-41
• 3.2 含氢硅氮烷对硅泡沫材料发泡性能和力学性能的影响41-42
• 3.2.1 含氢硅氮烷用量对发泡性能的影响41-42
• 3.2.2 含氢硅氮烷用量对力学性能的影响42
• 3.2.3 小结42
• 3.3 本章小结42-45
• 第四章 其他组份对硅泡沫材料性能的影响45-73
• 4.1 生胶粘度对硅泡沫发泡性能和力学性能的影响45-50
• 4.1.1 生胶粘度对发泡性能的影响45-46
• 4.1.2 生胶粘度对泡孔结构的影响46-47
• 4.1.3 生胶粘度对力学性能的影响47-50
• 4.2 生胶分子结构对硅泡沫发泡性能和力学性能的影响50-56
• 4.2.1 生胶结构对发泡性能的影响50-51
• 4.2.2 生胶结构对泡孔结构的影响51-52
• 4.2.3 生胶结构对力学性能的影响52-54
• 4.2.4 生胶分子结构对泡沫材料热稳定性能的影响54-56
• 4.3 含氢硅油用量对硅泡沫发泡性能和力学性能的影响56-58
• 4.3.1 含氢硅油用量对发泡性能的影响56-57
• 4.3.2 含氢硅油用量对力学性能的影响57-58
• 4.4 不同助发泡剂对硅泡沫发泡性能和力学性能的影响58-61
• 4.4.1 不同助发泡剂对发泡性能的影响58-59
• 4.4.2 不同助发泡剂对泡孔结构的影响59-60
• 4.4.3 不同助发泡剂对力学性能的影响60-61
• 4.5 羟基硅油用量对硅泡沫发泡性能和力学性能的影响61-63
• 4.5.1 羟基硅油用量对发泡性能的而影响61-62
• 4.5.2 羟基硅油用量对拉伸性能的影响62-63
• 4.6 不同种类白炭黑对硅泡沫发泡性能和力学性能的影响63-68
• 4.6.1 不同填料对发泡性能的影响64-65
• 4.6.2 不同填料对泡孔结构的影响65-66
• 4.6.3 不同填料对力学性能的影响66-68
• 4.7 填料用量对硅泡沫发泡性能和力学性能的影响68-70
• 4.7.1 填料用量对发泡性能的影响68-69
• 4.7.2 填料用量对力学性能的影响69-70
• 4.8 本章小结70-73
• 第五章 结论73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-81
• 研究成果及发表的学术论文81-83
• 作者及导师简介83-84
• 专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书84-85

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