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浅论室温硫化硅橡胶胶粘剂粘接增强改性研究进(2)

2013-06-09 01:07 ,简称M)和四官能硅氧单元(SiO_{4/ 2},简称Q)组成的一种聚硅氧烷。硅橡胶具有多种优异性能，但其力学性能很差，因此需要用填料进行增强。硅橡胶最常用的增强剂是二氧化硅，但有时用二氧化硅增强并不很合适, 如要求橡胶在硫化前有好的流动性，或者要求硅橡胶有较好的透明性，此时用硅树脂增强则能够满足要求，MQ硅树脂便是其中的一种。另外，用MQ 硅树脂增强硅橡胶，还能够提高硅橡胶的粘接强度。潘慧铭等^[9]以水玻璃、六甲基二硅氧烷为基本原料，合成甲基MQ和MTQ树脂（除含有M基团和Q链节外，还含有CH₃SiO_3/2基团作为交联或扩链单元）。并用于RTV硅橡胶胶粘剂中以提高粘接性。Fielder^[10]在白炭黑(Cabot公司)的质量分数为25~35%的情况下，加入20~25wt%乙烯基含量为0.16~0.24mmol/g、结构式为(R₃SiO_0.5)_a(ViMe₂SiO)_b(SiO)_c的MQ硅树脂，获得了拉伸强度为1.86~2.06MPa的加成型室温硫化硅橡胶，而胶料的粘度变化很小。

　　Polmarrle研究发现，增加聚二甲基硅氧烷分了中X链节的含量后，与过氧化物、由六甲基二硅氧烷和异丙醇处理过的二氧化硅混合制得的胶粘剂，对钢的粘接性能良好^[11]。

　　在丙烯酸酯类聚合物主链上引入带烷氧基的硅氧烷或聚硅氧烷，从而把有机硅的耐高温性、耐候性、耐化学品性、低表面能、抗水性及较好的耐沾污性等和丙烯酸酯聚合物的柔韧性及粘接性强、价格适宜等结合起来，使其兼具有机和无机的特性。日本科技人员用丙烯酸酯改性聚有机硅氧烷，以提高其粘接力。改性物的制备过程为：将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸丁酯和苯乙烯加到聚有机硅氧烷中，以过硫酸钾为引发剂，经聚合反应，得到接枝改性的聚有机硅氧烷^[12]。甄瑞燕等^[13]为提高室温硫化硅橡胶(RTV)胶粘剂粘接炸药的强度，采用原位填充白炭黑法增强甲基丙烯酸(酯)改性RTV胶粘剂，测试结果显示该胶粘剂粘接炸药时，粘接强度明显提高。硅橡胶粘度为4Pa·s，白炭黑含量为1.0wt％~2.5wt％时，配合适量交联剂、偶联剂，RTV胶粘剂粘接炸药的剪切强度超过3.2MPa，最高达3.52MPa。

　　聚苯乙烯是用途广泛的塑料，但抗冲击性能较差，但经过与橡胶共混，可以大大提高冲击性能，其韧性也有提高。聚硅氧烷分子间的内聚力小，分子链柔性大，玻璃化温度低，室温下处于粘流态；PS分子间的内聚力大，链刚性强，Tg约为100℃，室温下处于玻璃态。选择上述两类聚合物共混，使它们的性能互相改进，以便获得具有某种新性能的。Bostic, et al^[14]制备了聚苯乙烯(PS)与聚二甲基硅氧烷(PDMSO)的嵌段共聚物(PS-b-DMSO)，其制备方法为阴离子活性聚合，首先在非常低的温度下使苯乙烯聚合，然后在较高的温度下使六甲基环三硅氧烷(D3)聚合，获得了性能优良的热塑性弹性体材料。

　　聚氨酯是一类性能优良的高分子材料，具有高粘接性能，但也有不足之处，如耐高温、热老化性能欠佳，而有机硅具有良好的耐高温、热老化性能，用有机硅改性聚氨酯，在保持有机硅树脂许多原有优良性质基本不变的前提下，可提高有机硅的附着力、耐磨性、耐候性及耐化学药品性，可在常温下固化。 20世纪70年代初，有机功能硅烷封端聚氨酯预聚物就已经用于胶粘剂和密封剂的配方中，由此制得耐久性、粘接性良好的含有游离异氰酸酯基（NCO）的预聚物。美国的George L.Brode等将硅烷封端聚氨酯预聚物用于胶粘剂配方中，制得粘接性、耐久性较好的预聚物^[15]。Misty^[16]的研究表明：在胶粘剂中使用有机功能硅烷封端聚氨酯预聚物能改善了粘接性能，有机功能硅烷封端聚氨酯预聚物的性能可以通过改变多元醇中n(NCO) /n(OH)值的大小和硅烷封端剂来实现。有机硅氧烷的使用可以改善胶粘剂的粘接性能和密封胶的性能。

　　Hasegawa等^[17]采用羟基封端的有机聚硅氧烷和环氧氯丙烷反应制备了环氧基封端的有机聚硅氧烷，该功能性聚硅氧烷用环氧树脂改性后可以用作有机硅密封粘合剂及涂层材料。

　　Mine和Imai等将含环氧基的化合物加到硅橡胶中，德国的Wilfried Kniege将含硼化合物掺入硅橡胶中，都获得了较好的粘接效果^[18]。

　　3、粘接面表面改性

　　两种或同种材料经胶粘剂粘接形成的粘接接头，其强度除了与胶粘剂及被粘物本身强度有关外，在很大程度上还取决于胶粘剂与被粘物之间结合的好坏以及耐久性，而表面处理对粘接剂与被粘物的界面结合的影响极为显著。要得到强度高、耐久性好的粘接，必须有良好的粘接表面，使胶粘剂能完全润湿被粘接面。要得到性能优良的胶接接头，必须考虑许多因素，除合理地选择胶粘剂和适当的接头设计外,如何正确处理被粘材料表面是一个极其重要的问题。胶接连接主要借助于表面粘附，因此被粘材料的表面处理就可能成为决定胶接接头强度和耐久性的主要因素。一般认为表面处理的作用主要有三个方面: (a) 除去妨碍胶接的表面污物及疏松层； (b) 提高表面能；(c) 增加表面积。合理的胶接表面是用各种不同的方法制备的。无论选用什么方法,表面处理都要得到合理的表面组成和符合要求的表面结构。所谓合理的表面组成，即表面要清洁，表面能要高，并能

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