以聚苯基倍半硅氧烷—聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物為基礎的硫化膠之性能

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的硫化膠之性能

王惠中 編譯

俄羅斯合成橡膠科學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

開發納米級聚合物復合材料，乃是材料學科近年來最生機勃勃的分支之一。納米級聚合物復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，都有很大的區別。

目前，俄羅斯合成橡膠科學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[商標為列斯托西爾ЛeCтоCил CM（TY38.03.1.00690）]。

聚苯基倍半硅氧烷是一種經驗分子式為[RSiO1.5]的苯基三氯硅烷（PhSiCl3）的水解縮聚產物，是含有1%～5%（質量）羥基、縮合不完全的梯形結構低聚物。由架構類似的混合分子（RSiO1.5）組成的聚有機倍半硅氧烷是SiO2和R2SiO之間的中間鏈段，因為在此處硅原子與三個氧原子和烴取代基（例如，苯基-環戊基-）相結合，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是一種硬質的、未經過碾壓的無定形粉末，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及抗黏附用疏水、彈性、無毒的各種結構的覆蓋層、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使用，當溫度急劇下降時仍能可靠地工作。

對生膠餾分進行的分析表明，它是由幾個餾分組成的。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。

因而，可以把制得的聚合物視為納米級復合材料。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-樹脂材料進行了多方面的研究。這些材料的性能和性能再現，強烈地依賴于相間相互作用的性質、相的相容性或者相的不相容性，以及相界面部分的結構。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，硬段和軟質基體在聚合物中以化學鍵的形式結合，這些材料實質上就是分子水平的復合材料。

文中研究的課題，就是制備適合于硅橡膠標準硫化方法的嵌段共聚物，并研究所制得的硫化膠的各項性能。為了研發適合于在開煉機上煉膠的橡膠，曾經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，有機硅和非有機相在分子水平上均勻分布，其分子通式為：

非有機組分和有機組分在一個分子里結合起來，從而形成了分子水平的復合材料。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鍵的形式構成的，原則上不會形成獨立的相，并與已制得的材料作了比較。在這些材料的增強型硬段中無內部缺陷，且其增強效應比較強烈地表現出來。

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行了衍生性圖示研究。在GTA—6000“PeTkin Elmer”儀器上進行了熱重力測定分析，加熱范圍40 ℃～600 ℃，加熱速率10 ℃/min。

所得數據列于表1。為了進行對比，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）的耐熱性數據。

對新型嵌段共聚物和批量生產的橡膠耐熱試驗結果進行了比較和分析。結果表明，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熱穩定的線性硅氧烷—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，采用差動掃描量熱法測定了被研究試樣的玻璃化轉變溫度，試樣質量為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，未能成功地記錄下新型嵌段共聚物的玻璃化轉變現象，這就可以推斷，新型嵌段共聚物的玻璃化轉變溫度更低。

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，按照標準配方并根據技術條件（TY）38.403522-85制得了硫化膠。硫化膠的力學性能列于表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性能

從所列示的數據得知，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性能和高耐熱性。

這樣，與自己的前驅體—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.

[責任編輯：張啟躍]

工信部公示8項橡膠輪胎行業標準

近日，工業和信息化部公示了142項化工、冶金、建材、輕工行業標準。

這些標準尚未正式發布。相關標準化技術組織等單位已完成標準的制修訂工作。在這批標準發布之前，為進一步聽取社會各界意見，特予以公示，截止日期2017年5月28日。

公示的行業標準名稱及主要內容（橡膠輪胎相關）

（轉載自輪胎世界網）

TQ 333.93

B

1671-8232(2017)05-0007-03

2016-06-22