环氧基聚硅氧烷的合成及在耐刮擦聚丙烯中的应用

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pengqiuyu1990
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有机硅材料是具有半有机半无机结构的特殊高分子材料,由于其自身的结构特点,作为塑料耐刮擦剂,与塑料基体的C-C链既相容又相异,所以可相互混合发挥特有作用。本文以含氢聚硅氧烷与烯丙基缩水甘油醚、三种1-烯烃(1-八烯烃、1-十二烯烃、1-十八烯烃)分别进行硅氢加成反应,得到侧基含环氧基和八烷基或十二烷基或十八烷基的三种聚硅氧烷(8-ALEP、12-ALEP、18-ALEP,前面的数字代表原料烯烃的碳原子数),并将它们应用在聚丙烯(PP)/硫酸钡(BaSO4)和聚丙烯(PP)/滑石粉(TD)两体系中,研究对体系耐刮擦性改善作用。使用质量分数0.25%的含氢聚硅氧烷为原材料,分别与烯丙基缩水甘油醚、三种1-烯烃进行加成反应。实验发现,反应条件对反应物的转化率和产物颜色的影响顺序为:催化剂用量>反应温度>反应时间>含氢聚硅氧烷的滴加速率>n(Si-H):n(C=C)(n是摩尔数)。铂催化剂(H2PtCl6)催化硅氢加成反应,合成ALEP的最佳工艺条件为:催化剂用量14 ppm、反应时间6 h、反应温度80℃、含氢聚硅氧烷60 min滴加完成、Si-H键与C=C摩尔比1:1.2。合成反应的Si-H键转化率可达90%以上,并采用FT-IR和1H-NMR对产物结构进行表征,谱图中可见产物中Si-H键基本消失,烷基以及丙基缩水甘油醚基可以成功接到含氢聚硅氧烷的侧基上。在聚丙烯/无机填料体系中加入ALEP后,体系的熔体流动速率明显改善,并且三种ALEP的改善效果类似、差异不大,说明ALEP的加入可有效提高体系的加工流动性,降低加工难度。聚丙烯/滑石粉体系中加入ALEP后缺口冲击强度明显改善,并且改善效果顺序为18-ALEP>12-ALEP>8-ALEP。其中,改性塑料中加入18-ALEP,体系的缺口冲击强度从未加入助剂的74.0 J/m提高到99.5 J/m,相比加入等量的8-ALEP、12-ALEP提升效果更加明显。聚丙烯/硫酸钡体系的作用效果也类似。在两种聚丙烯/无机填料体系中加入三种ALEP助剂后,耐刮擦性能显著提高,并且改善效果18-ALEP>12-ALEP>8-ALEP。其中,聚丙烯/滑石粉体系加入18-ALEP后光泽度变化△L由未加入助剂的2.33提升到1.76;聚丙烯/硫酸钡体系中加入18-ALEP后光泽度变化△L由未加入助剂的2.05提升到1.60。
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