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光引发硫化体系未来发展趋势

作者:http://www.zjysshg.com 发布时间:22-11-21 点击:16



未来发展趋势

1

针对过氧化物硫化体系,可尝试使用复合硫化剂或研发新型硫化剂,在保证高硫化效率的同时,尽可能降低分解产物对制品的危害。

2

对硅氢加成硫化体系而言,应提高非均相催化剂的催化活性并使其逐渐实现工业化,降低生产成本。

3

持续开发绿色环保的新型硫化体系,将硅橡胶制品对环境的危害降到最低限度。

4

进一步提高自愈合硅橡胶的机械性能及其他性能。

5

开发特种硅橡胶硫化体系及制品,以满足更多行业的使用需求。


NO.1    辐射引发硫化体系

随着辐射化学的发展,利用辐射产生自由基引发交联反应从而形成三维网状交联结构的硫化方式逐渐进入到研究人员的视线中。辐射引发硫化体系中辐射源主要是高能粒子射线,引发方式可分为辐射直接引发和敏化剂引发。此体系不需添加催化剂与硫化剂,操作工艺简单、防护方便且运营费用低,但却对设备有一定的要求,且在硫化过程中往往伴随着聚合物的降解,易导致硅橡胶硫化程度失控。

常用的敏化剂主要有三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、一缩二乙二醇二丙烯酸、TAIC等。增加敏化剂用量和辐射剂量可以明显提高硅橡胶的凝胶含量;而当辐射剂量过大时,凝胶含量不断下降,因为辐射在引发交联的同时会导致硅橡胶老化而发生降解,交联结构遭到破坏。

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图5 辐射交联剂量与硅橡胶物理性能的关系

 NO.2    光引发硫化体系

早在20世纪50年代,光交联技术就已被提出,但由于其存在穿透能力和对聚合物的硫化效果差等缺点,故不具备实用价值。直到1989年,Ranby教授及其同事才实现了光交联技术的突破。

李云辉等以二苯甲酮(PI)为光引发剂在紫外光照射下实现了硅橡胶的交联,结果表明:适量的光引发剂和照射时间可提高硅橡胶的交联密度;但当PI过量时,硅橡胶的交联密度反而下降。这是因为过多残余引发剂可与硅橡胶大分子链自由基活性中心相结合,从而阻碍交联反应的进行。除过长的照射时间导致硅橡胶降解之外,交联密度的增加也会使得硅橡胶的交联网络变得十分紧密,分子间作用力变大,易产生应力集中现象,从而导致材料局部遭到破坏,进而最终影响材料的整体性能。

 NO.3    基于点击化学的硫化体系

点击化学由于具有高效性、高选择性、无副产物且反应条件温和的特点。

Rambarran等首次报道了一种无需任何金属催化的CuAAC硫化交联型功能性硅橡胶的制备方法。其试验结果表明适量的交联剂、DMPA和照射时间可以明显提高硅橡胶的力学性能和热性能但由于交联剂属液态,用量过多会导致硅橡胶软化而影响力学性能;同样,光引发剂用量过多时,残余的引发剂会残存在硅橡胶中,从而导致硅橡胶的力学性能下降且制品变黄。

 NO.4    基于氨(胺)基取代基的硫化体系

基于氨(胺)基取代基的硫化体系主要是以含有氨(胺)基的聚合物为交联剂、以带有不饱和取代基(或活性取代基)的聚硅氧烷为生胶,在加热的条件下制得硅橡胶。但此硫化体系在硫化交联过程中会有低分子量的副产物生成,需设法除去,以免对硅橡胶的性能产生影响。

 NO.5    基于芳基三氟乙烯基醚(TFVE)热环化反应的硫化体系

自20世纪90年代由首次报道以来,全氟环丁基(PFCB)芳基醚聚合物由于具有良好的化学稳定性、电绝缘性、耐高温性、低介电常数及低可燃性等特点,受到电工电子、航空航天等领域相关研究人员的 密切关注。

PFCB芳基醚聚合物分子结构中含有芳环结构和醚键,故此类聚合物与多种有机溶剂具有优良的互溶性,从而赋予其优异的加工性能。

目前国内外对合成含有TFVE聚硅氧烷的研究比较少,基于TFVE热环化反应硫化体系的理论研究需要进一步完善。