有机硅密封胶由于其优异的性能，被广泛用于许多工业领域的粘接密封，能保障零部件和材料等在恶劣工况条件下的工作稳定性，延长其使用期限。随着汽车、电子电气、太阳能等行业的发展，对有机硅密封胶的需求量迅猛增长，对其性能的要求不断提高。研究开发高性能有机硅密封胶不仅能满足国内巨大的市场需求，而且对推动我国有机硅工业的快速发展有经济意义。目前有机硅密封胶大多采用毒副作用大的有机锡、有机钛化合物催化，产品易黄变、高温容易降解、制备过程中容易出现局部凝胶，难以平衡固化速度和贮存稳定性的关系。若在有机硅密封胶的制备过程中，不采用催化剂，则有可能避免有机硅密封胶的上述缺点，而且所得的有机硅密封胶的综合性能会更为优异。 汽车车灯、信号灯和电子节能灯的基材大多采用非极性、难粘接的PE、PP等聚烯烃材料，存在粘接密封难题。国外广泛采用有机硅压敏胶粘接，但存在剪切强度低、剥离强度高、低温脆性大的不足。本文设计合成的自催化交联型有机硅密封胶和复合密封胶，由于交联剂的活性很大，无需外加催化剂就能起交联反应。使用这两类密封胶来粘接PE、PP和PTFE材料，并探讨其粘接机理，同时对密封胶的结构-性能关系进行系统而深入的研究。 首先用α-氯甲基三乙氧基硅烷和胺类化合物合成了6种α-氨甲基三乙氧基硅烷，用FT-IR和NMR进行结构表征。为了确定α-氨甲基三乙氧基硅烷交联端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)的活性大小，用正己烷抽提法、甲苯溶胀法和FT-IR表征α-氨甲基三乙氧基硅烷交联PDMS的反应，确定9种α-氨甲基三乙氧基硅烷交联PDMS的全固化时间和交联程度、交联密度。研究发现自催化交联PDMS是α-氨甲基三乙氧基硅烷的特有性质，其交联活性由氨基的碱性或其给电子能力决定。根据上述研究成果，提出了α-氨甲基三乙氧基硅烷自催化交联PDMS的机理：α-氨甲基三乙氧基硅烷的氨基中N原子的孤对电子与PDMS的Si-OH中Si原子的3d空轨道形成电子共轭；硅烷的水解和Si-OH之间的缩合是亲核取代反应，Si-N电子共轭效应有利于亲核取代反应进行，因此α-氨甲基三乙氧基硅烷无需外加催化剂就能交联PDMS。采用纳米CaCO3、沉淀法白炭黑、高岭土、炭黑N990填充改性由α-氨甲基三乙氧基硅烷交联的PDMS体系，发现纳米CaCO3除了填充增容作用以外，还有明显的增强作用，100份PDMS所用纳米CaCO3的最佳用量为100份。选用PDMS作基胶，正丁胺甲基三乙氧硅烷等9种α-氨甲基三乙氧基硅烷作交联剂，纳米CaCO3作填料，制备9种自催化交联型有机硅密封胶，并研究它们的结构-性能关系。 力学性能测试结果表明，自催化交联型有机硅密封胶比普通有机硅密封胶有更高的拉伸强度和断裂伸长率，自催化交联型有机硅密封胶具有低模量、高伸长率的性能特点。SEM表征的结果表明，纳米CaCO3在自催化交联型有机硅密封胶中分散较为均匀，没有出现填料大面积团聚现象。 DSC测试结果表明，自催化交联型有机硅密封胶有很低的玻璃化转变温度(Tg)，硫化胶的Tg与未交联PDMS的相比，提高的程度与交联剂的交联活性及交联密度相切相关；PDMS在-90℃至-80℃的冷结晶峰在交联后消失；交联后PDMS在-50℃至-20℃之间的结晶熔融峰向低温方向偏移，偏移程度与交联剂活性及交联密度相关。DMA测试结果表明，自催化交联型有机硅密封胶的硫化胶在低温下存在玻璃化转变和结晶态-无定形态转变的双重转变温度和转变平台，有很宽的玻璃化转变区，在-50℃至-20℃之间有较强的结晶能力；自催化交联型有机硅密封胶有相当低的使用温度，而且耐寒性很好。自催化交联型有机硅密封胶的动态力学性能有很强的频率依赖性，内耗峰的强度随频率的增加而降低。 TG分析结果表明，自催化交联型有机硅密封胶的热稳定性优于普通有机硅密封胶，这与自催化交联型有机硅密封胶的交联剂的交联活性高、不用催化剂有关；各种自催化交联型有机硅密封胶的热稳定性与其交联密度密切相关。热空气老化试验结果表明，自催化交联型有机硅密封胶的耐热老化性能优于普通有机硅密封胶，前者能耐24小时300℃的热空气老化，后者则不能。耐介质试验结果表明，由于油类对有机硅密封胶起增塑作用，密封胶的拉伸强度和定伸模量降低而断裂伸长率大幅增加，自催化交联型有机硅密封胶的耐油性能优于普通有机硅密封胶,不同种类的自催化交联型有机硅密封胶的耐油性的优劣与交联剂活性和密封胶的交联结构有关。 DSC研究发现乙二胺甲基三乙氧基硅烷等脂肪族多氨基硅烷能固化低分子环氧树脂，α-氨甲基三乙氧基硅烷的交联活性大于γ-氨丙基三乙氧基硅烷的活性，伯氨基与仲氨基的交联活性有所不同。根据DSC、NMR和FT-IR的表征乙二胺甲基三乙氧基硅烷交联环氧树脂的结果，提出了α-脂肪族多胺甲基三乙氧基硅烷自催化共交联PDMS和环氧树脂的机理。 采用PDMS和低分子环氧树脂，以及乙二胺甲基三乙氧基硅烷等4种α-脂肪族多胺甲基三乙氧基硅烷作共交联剂，纳米CaCO3作填料，设计合成了4种有机硅-环氧复合密封胶，研究其结构-性能关系；发现复合密封胶能常温固化；加热促进其环氧组份固化，复合密封胶具有“自催化、共交联、双固化”的特性。 力学性能的测试结果表明，复合密封胶比相对应的自催化交联型有机硅密封胶有更高的拉伸强度和模量，说明加入的环氧组份起到增强的作用，环氧组份与PDMS并不是简单的共混，而是有化学键的结合。SEM表征的结果表明，纳米CRCO3在复合密封胶中分散较为均匀；没有发现环氧树脂在体系中出现大量团聚现象，说明乙二胺甲基三乙氧基硅烷等α-脂肪族多胺甲基三乙氧基硅烷起共交联剂作用，有效抑制了体系的微观相分离。 DSC表征结果表明，复合密封胶的Tg很低，更适合在低温下使用。DMA测试结果表明，复合密封胶有很宽的玻璃化转变区，有相当低的使用温度，且低温韧性和耐寒性很好；加入环氧组份后，密封胶的储能模量、损耗模量和内耗峰值都相应增大。复合硅密封胶的动态力学性能也有很强的频率依赖性，内耗峰的强度随频率的增加而降低。TG分析的结果表明，复合密封胶的耐热性优于普通有机硅密封胶，加入环氧组份后体系的热稳定性有所降低。耐热空气老化试验的结果表明，复合密封胶的耐热空气老化性能不如未加环氧组份的自催化交联型有机硅密封胶。耐介质性试验的结果表明，由于环氧组份的加入导致复合密封胶的耐油性变差。 实验发现自催化交联型有机硅密封胶的粘接强度与交联剂的交联活性以及体系的交联密度相关，其粘接性能优于普通有机硅密封胶。加入环氧组份能大幅提高复合密封胶的粘接性能。本文用粘接功、剪切功和剥离功的概念来阐释有机硅密封胶的粘接现象，结合自催化交联型有机密封胶、复合密封胶和普通有机硅密封胶的剪切功和剥离功计算，对比剪切强度和剥离强度，说明用剪切强度和剥离强度，并结合剪切功和剥离功，能更好地表征粘接及破坏行为。 通过研究材料的表面和界面状况、交联剂和催化剂等因素对密封胶粘接性能的影响，探讨了有机硅密封胶的粘接机理。PE、PP和PTFE材料经表面粗化后，用有机硅密封胶粘接的强度提高30％左右，破坏类型由界面破坏转变为混合破坏对同种密封胶粘接不同材料，剪切强度和剪切功按PTFE-PTFE PE-PE PE-PP和PP-PP的顺序增加；密封胶硫化胶表面的AFM表征结果表明，各类密封胶的表面状况差异很大，说明材料的表面和界面状况对密封胶的粘接性能的影响很大。交联剂活性影响密封胶的内聚强度和粘接性能。使用催化剂的普通密封胶由于催化剂分散不均匀，造成局部凝胶，影响填料分散和增强，造成密封胶内部交联网络疏密不均，影响了普通密封胶的粘接性能，而自催化交联型有机硅密封胶和复合密封胶能够避免这些缺点，因此粘接性能优于普通有机硅密封胶。