TDE-85改性端异氰酸酯基聚硅氧烷胶粘剂的研究

摘要

本研究以α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷（PDMS）和2，4-甲苯二异氰酸酯（TDI）为原料，通过催化剂有机锡的作用，合成出与1，2环氧环己烷4，5-二甲酸二缩水甘油酯（TDE-85）具有良好混溶性的聚氨酯与有机硅的预聚物--端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷。将端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷与TDE-85环氧树脂混合，加入扩链剂1，4-丁二醇（1，4-BDO）和交联剂三羟甲基丙烷（TMP），采用甲基四氢苯酐（MeTHPA）作为固化剂，玻璃纤维和纳米SiO2作为增强填料，制备出TDE-85环氧树脂改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷体系。 在本实验中采用红外光谱对端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷和TDE-85环氧树脂改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷体系的结构进行表征，探讨了端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷的最佳合成工艺以及TDE-85环氧树脂改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷的反应机理；通过电子万能试验机和冲击试验机对材料的力学性能和粘接性能进行测试，探讨了环氧树脂、聚硅氧烷和填料的不同种类对材料力学性能和粘接性能的影响，TDE-85环氧树脂含量和填料含量对材料力学性能和粘接性能的影响，以及浸水和浸油后对材料粘接性能的影响；通过热失重法对材料的耐热性进行表征，探讨了TDE-85环氧树脂的含量以及填料的添加对材料耐热性的影响；采用扫描电镜对材料的断口进行分析，探讨了环氧树脂以及填料对端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷的改性效果和机理。 研究结果表明：①端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷的最佳合成工艺为：α，ω-羟基聚二甲基硅氧烷和2，4-甲苯二异氰酸酯在50℃～55℃下反应Sh。②以羟基含量8％的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基体树脂制备出的TDE-85改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷，比以羟基含量1.86％的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷作为基体树脂具有更好的粘接强度。③脂环族缩水甘油酯型TDE-85环氧树脂比双酚A型环氧树脂E-51的改性效果好。④TDE-85环氧树脂作为改性剂，对有机硅胶粘剂起到了良好的改性作用。TDE-85改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷胶粘剂的粘接性能、力学性能和耐油性能均随着TDE-85环氧树脂含量的增加而提高，但是耐热性和耐水性随TDE-85环氧树脂含量的增加而降低。⑤磨碎玻璃纤维和纳米SiO2作为填料，都对TDE-85改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷胶粘剂起到了良好的增强作用。TDE-85改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷胶粘剂的粘接性能、力学性能均随着填料含量的增加，呈现先上升后下降的趋势。⑥纳米SiO2无论在改性有机硅胶粘剂力学性能、粘接性能和耐热性的效果都比磨碎玻璃纤维要好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1有机硅高分子概况

1.1.1有机硅高分子的发展简史

1.1.2有机硅高分子的分类

1.1.3有机硅高分子的性能

1.2环氧树脂改性有机硅

1.2.1共混改性

1.2.2共聚改性

1.2.3环氧树脂改性有机硅的发展现状

1.3聚氨酯改性有机硅

1.3.1共混改性

1.3.2共聚改性

1.3.3聚氨酯改性有机硅的应用

1.4本文的研究目的和研究内容

第二章环氧树脂改性端异氰酸酯基聚硅氧烷胶粘剂的制备和检测方法

2.1实验原理

2.2基础组分的选择

2.2.1有机硅的选择

2.2.2环氧树脂的选择

2.2.3固化剂的选择

2.2.4填料的选择

2.2.5偶联剂的选择

2.2.6填料分散方法的选择

2.3实验原料

2.4主要实验仪器

2.5环氧树脂改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷胶粘剂的制备

2.5.1端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷的制备

2.5.2填料的表面处理

2.5.3 TDE-85改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷胶粘剂的制备

2.6测试与表征

2.6.1拉伸剪切强度的测定

2.6.2力学性能的测试

2.3.3耐水性的测试

2.3.4吸水率的测定

2.6.5耐油性的测试

2.6.6吸油率的测定

2.6.7热性能分析

2.6.8扫描电子显微镜SEM分析

2.6.9红外光谱(FT-IR)表征

第三章环氧树脂改性端异氰酸酯基聚硅氧烷胶粘剂的研究

3.1结果与讨论

3.1.1端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷的红外表征

3.1.2 TDE-85改性端异氰酸酯基聚二甲基硅氧烷的红外表征

3.1.3不同有机硅对改性胶粘剂粘接性能的影响

3.1.4不同环氧树脂对改性胶粘剂粘接性能的影响

3.1.5 TDE-85环氧树脂的含量对改性胶粘剂粘接性能的影响

3.1.6 TDE-85环氧树脂的含量对改性胶粘剂力学性能的影响

3.1.7 TDE-85环氧树脂的含量对改性胶粘剂耐热性能的影响

3.1.8 TDE-85环氧树脂的含量对改性胶粘剂耐水性能的影响

3.2.7 TDE-85环氧树脂的含量对改性胶粘剂耐油性能的影响

3.2结论

第四章 TDE-85改性端异氰酸酯基聚硅氧烷胶粘剂填料的研究

4.1结果与讨论

4.1.1填料表面改性对改性胶粘剂粘接性能的影响

4.5.2超声分散对改性胶粘剂粘接性能的影响

4.5.3不同填料对改性胶粘剂枯接性能的影响

4.5.3不同填料对改性胶粘剂力学性能的影响

4.5.4不同填料对改性胶粘剂耐热性的影响

4.3结论

第五章结论

参考文献

致谢

硕士期间已公开发表论文