以聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物為基礎(chǔ)的硫化膠之性能

王惠中 編譯

以聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物為基礎(chǔ)的硫化膠之性能

王惠中 編譯

俄羅斯合成橡膠科學(xué)研究院制得了含有聚苯基倍半硅氧烷（硬嵌段）和聚二甲基硅氧烷（軟嵌段）的聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物ЛeCтоCил CM，此種嵌段聚合物具有良好的力學(xué)性能和高耐熱性。

聚苯基倍半硅氧烷；聚二甲基硅氧烷；嵌段；硫化膠

開發(fā)納米級(jí)聚合物復(fù)合材料，乃是材料學(xué)科近年來(lái)最生機(jī)勃勃的分支之一。納米級(jí)聚合物復(fù)合材料的物理性能和電子性能，決定于納米粒子和其他粒子的非常高的比表面積。無(wú)論與嵌段材料的性能，還是與單體化合物的性能相比，都有很大的區(qū)別。

目前，俄羅斯合成橡膠科學(xué)研究院采用同相縮聚法，制得含有聚苯基倍半硅氧烷（ПФCCO，作為硬嵌段）和聚二甲基硅氧烷（作為軟嵌段）的聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷的嵌段共聚物[商標(biāo)為列斯托西爾ЛeCтоCил CM（TY38.03.1.00690）]。

聚苯基倍半硅氧烷是一種經(jīng)驗(yàn)分子式為[RSiO1.5]的苯基三氯硅烷（PhSiCl3）的水解縮聚產(chǎn)物，是含有1%～5%（質(zhì)量）羥基、縮合不完全的梯形結(jié)構(gòu)低聚物。由架構(gòu)類似的混合分子（RSiO1.5）組成的聚有機(jī)倍半硅氧烷是SiO2和R2SiO之間的中間鏈段，因?yàn)樵诖颂幑柙优c三個(gè)氧原子和烴取代基（例如，苯基-環(huán)戊基-）相結(jié)合，而取代基有助于在最終材料中，填充劑與聚合物基體的相互熔合。

列斯托西爾ЛeCтоCил CM是一種硬質(zhì)的、未經(jīng)過(guò)碾壓的無(wú)定形粉末，可用溶劑把這種粉末澆注成薄膜狀加以利用。用列斯托西爾ЛeCтоCил CM制取填充硫化膠的努力卻付之東流。

列斯托西爾ЛeCтоCил CM可以以溶液形式制造填充和非填充防護(hù)及抗黏附用疏水、彈性、無(wú)毒的各種結(jié)構(gòu)的覆蓋層、管道、器具、制品和零部件。它們可在-60 ℃～+250 ℃如此寬域的溫度范圍內(nèi)使用，當(dāng)溫度急劇下降時(shí)仍能可靠地工作。

對(duì)生膠餾分進(jìn)行的分析表明，它是由幾個(gè)餾分組成的。餾分的高分子部分（40%）在分子量Mn=1.0×104～7.0×104和組成上具有寬分布特性，由枝化的多官能大分子組成。分子中硬嵌段偶然被軟嵌段所連接。餾分的第二組成部分（60%）是聚苯基倍半硅氧烷的低分子嵌段，嵌段中含有大量的OН基團(tuán)。

因而，可以把制得的聚合物視為納米級(jí)復(fù)合材料。材料中聚苯基倍半硅氧烷-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物，被不完全縮合的聚苯基倍半硅氧烷所填充。目前，研究人員對(duì)含有完全縮合的多面倍半硅氧烷，或者不完全縮合的T-樹脂材料進(jìn)行了多方面的研究。這些材料的性能和性能再現(xiàn)，強(qiáng)烈地依賴于相間相互作用的性質(zhì)、相的相容性或者相的不相容性，以及相界面部分的結(jié)構(gòu)。有幾種方法可以抑制相分離，其中，聚合物合成是最有效的一種方法，硬段和軟質(zhì)基體在聚合物中以化學(xué)鍵的形式結(jié)合，這些材料實(shí)質(zhì)上就是分子水平的復(fù)合材料。

文中研究的課題，就是制備適合于硅橡膠標(biāo)準(zhǔn)硫化方法的嵌段共聚物，并研究所制得的硫化膠的各項(xiàng)性能。為了研發(fā)適合于在開煉機(jī)上煉膠的橡膠，曾經(jīng)制備了聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物，它是一種均相的材料，有機(jī)硅和非有機(jī)相在分子水平上均勻分布，其分子通式為：

非有機(jī)組分和有機(jī)組分在一個(gè)分子里結(jié)合起來(lái)，從而形成了分子水平的復(fù)合材料。它是由硅氧烷的軟基體和聚苯基倍半硅氧烷的硬嵌段以化學(xué)鍵的形式構(gòu)成的，原則上不會(huì)形成獨(dú)立的相，并與已制得的材料作了比較。在這些材料的增強(qiáng)型硬段中無(wú)內(nèi)部缺陷，且其增強(qiáng)效應(yīng)比較強(qiáng)烈地表現(xiàn)出來(lái)。

為了研究所制得的聚合物的耐熱性，就其在惰性氣體中的性狀進(jìn)行了衍生性圖示研究。在GTA—6000“PeTkin Elmer”儀器上進(jìn)行了熱重力測(cè)定分析，加熱范圍40 ℃～600 ℃，加熱速率10 ℃/min。

所得數(shù)據(jù)列于表1。為了進(jìn)行對(duì)比，表1中還列出了列斯托西爾ЛeCтоCил CM、聚二甲基硅氧烷（ПДMC）和聚二甲基甲基苯基硅氧烷（CКTC-ФН-50）的耐熱性數(shù)據(jù)。

對(duì)新型嵌段共聚物和批量生產(chǎn)的橡膠耐熱試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較和分析。結(jié)果表明，新型嵌段共聚物在熱物理性能方面不亞于列斯托西爾ЛeCтоCил CM，這兩種嵌段共聚物都大大勝過(guò)熱穩(wěn)定的線性硅氧烷—聚二甲基硅氧烷和聚二甲基甲基苯基硅氧烷。

表1 聚合物的耐熱性

在DSC8500量熱儀上，采用差動(dòng)掃描量熱法測(cè)定了被研究試樣的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，試樣質(zhì)量為12～20 mg，加熱速率10 ℃/min，最低冷卻溫度為-80 ℃。

在-75 ℃～0 ℃溫度范圍內(nèi)，未能成功地記錄下新型嵌段共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，這就可以推斷，新型嵌段共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更低。

以新型聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物為基礎(chǔ)，按照標(biāo)準(zhǔn)配方并根據(jù)技術(shù)條件（TY）38.403522-85制得了硫化膠。硫化膠的力學(xué)性能列于表2。正如上文所述，未能成功地制得列斯托西爾（ЛeCтол）硫化膠供比較用。

表2 新型聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物硫化膠的力學(xué)性能

從所列示的數(shù)據(jù)得知，新型聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物硫化膠具有良好的力學(xué)性能和高耐熱性。

這樣，與自己的前驅(qū)體—列斯托西爾ЛeCтоCил CM相比較，在保持高耐熱性的前提下，新型聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷的嵌段共聚物具有較好的可加工性。

[1] холошaвинa Ю B. Cвойотвa вулкaнизaтов нa оCновe полифeнилCилCeCквиокCaн-полидимeтилCилокCaного Блок-Cополимeров[J]. кaучук и рeзинa, 2015(01)：10-11.

[責(zé)任編輯：張啟躍]

工信部公示8項(xiàng)橡膠輪胎行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

近日，工業(yè)和信息化部公示了142項(xiàng)化工、冶金、建材、輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

這些標(biāo)準(zhǔn)尚未正式發(fā)布。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)組織等單位已完成標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。在這批標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前，為進(jìn)一步聽取社會(huì)各界意見，特予以公示，截止日期2017年5月28日。

公示的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)名稱及主要內(nèi)容（橡膠輪胎相關(guān)）

（轉(zhuǎn)載自輪胎世界網(wǎng)）

TQ 333.93

B

1671-8232(2017)05-0007-03

2016-06-22