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聚甲基乙烯基硅氧烷(polymethylvinylsiloxane、PMVS)具有优良的热稳定性、耐候性、生物兼容性以及宽的使用温度范围(Tg为-120℃),但纯的PMVS力学性能缺乏,较少用于实际的生产生活中。经过硫化加工和填料补强的PMVS在获得了良好的力学性能之外,并没有影响到原本的优良性能。而用于补强PMVS的填料众多,以气相法二氧化硅补强效果最好。在实际的使用过程中,温度是影响填料/PMVS应用期限及力学性能的重要因素,因此对填料/PMVS于一定温度范围内力学性能的变化(即热弹性行为)进行预测和判定,并最终实现可对其进行调控的研究,将具有重要的科学和工程意义。 填料的加入会使PMVS的fe/f值(fe为内能对材料总应力的贡献)增大,而内能是温度的函数,即填料/PMVS的力学性能受温度的影响程度愈大。为了对上述现象进行解释,本文根据热弹性理论并结合Cross-model和Tube-model,以PMVS为基体,分别以不同种商业化二氧化硅(A200、R812S、Z142)和改性二氧化硅(改性A200/Z142,以正丁醇、十一醇、十六醇、A151、十一烯醇为改性剂)为填料,研究了填料含量变化和种类的不同对PMVS热弹性行为的影响,以及改性填料表面结构的规律性变化和改性剂中官能团双键对PMVS热弹性行为的影响。 实验结果表明随着填料含量的增加PMVS的fe/f值越高,即温敏性愈高。由于三种二氧化硅具有不同的表面物化性质、粒径分布使得各填料与PMVS的相互作用不同,使得不同二氧化硅/PMVS的fe/f值增大程度不同。而改性填料/PMVS的热弹性行为没有随着填料表面结构的规律性变化发生梯度性的改变。一方面这由于烷烃类改性剂与二氧化硅表面硅羟基反应活性低,不利于其改性,导致填料表面的改性剂接枝率较低;另一方面填料的改性对于PMVS热弹性行为的影响有着双重作用,即增加了填料-PMVS相互作用面积会使fe/f值增大,而同时减弱了填料-填料、填料-基体的相互作用强度从而降低fe/f值。因此,并未达到实验的预期目的。但是由硅烷偶联剂(A151)改性的两种填料/PMVS的fe/f值都出现了不同程度下降,这与A151和硅羟基反应活性高以及其含有双键有关。