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有机硅高分子独特的Si-O-Si主链结构,赋予硅橡胶优于有机橡胶的优异性能,因而在航空航天、汽车工业、建筑、电气电子、医疗和食品加工行业中有巨大的应用潜力。由于聚硅氧烷分子间作用力弱,硅橡胶的制备必须要进行补强与硫化。然而,补强填料的团聚、有机/无机两相界面作用力弱、催化剂易失活或残留都会影响硅橡胶产品的应用领域及性能。所以,本文从提高聚硅氧烷分子间作用力以及改善有机/无机两相界面作用力出发,提出了两种新型硅橡胶的制备思路,为硅橡胶的进一步发展奠定了理论基础。1.以有机硅-聚脲嵌段共聚物(Si-PU)为基胶的硅橡胶(SR)的制备:以八甲基环四硅氧烷(D4)和1,3-双(3-氨丙基)四甲基二硅氧烷(NH2MMNH2)为原料通过阴离子开环聚合法合成α,ω-氨丙基聚二甲基硅氧烷(A-PDMS);以A-PDMS为软段,二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)为硬段,乙二胺(EDA)为扩链剂在四氢呋喃/异丙醇混合溶剂中合成了不同硬段含量的Si-PU;以Si-PU为基胶在常温或高温下加压固化制备自补强与氢键交联硅橡胶(SR)并研究Si-PU硬段含量对SR微相分离与氢键交联结构的影响。FTIR中-NH的偏移和-C=O的多重峰证明SR中氢键的存在,溶胀实验表明硬段含量增加,SR的氢键交联密度增加;SEM、XRD和DMA证明SR中的微相分离结构;硬段含量越高,其断面越粗糙。SR的硬度与拉伸强度增加,断裂伸长率降低,证明微相分离结构对SR的补强作用;TGA结果表明SR热分解主要发生在200℃,在600℃左右分解完全,且随硬段含量增加,热稳定性降低;SR的疏水性能随着硬段含量的增加而增大,如SR-5的表面能可达-24.81mN/m。2.基于伯胺-环碳酸酯反应的POSS补强与交联硅橡胶(VPSR)的制备:通过γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)在酸性条件下水解合成笼形巯丙基聚倍半硅氧烷(SH-POSS);以SH-POSS和碳酸乙烯亚乙酯(VEC)为原料在溶剂N,N二甲基甲酰胺(DMF)和光引发剂安息香双甲醚(DMPA)条件下通过紫外光照射合成巯丙基聚倍半硅氧烷改性的环碳酸酯(VEC-POSS);以VEC-POSS为填料和A-PDMS为基胶,在室温下混炼均匀后100℃加压固化得到VPSR。FTIR中-NH的偏移及其多重峰证明VPSR中存在氢键;TGA结果表明VPSR具有较好的热稳定性能,且随VEC-POSS含量增加,热稳定性降低;XRD证明VPSR具有微相分离结构;VPSR中VEC-POSS含量增加,其淬断断面的粒子团密度增大,VPSR的硬度与拉伸强度增加,断裂伸长率降低。VPSR的交联密度增加。证明VEC-POSS对VPSR具有较好的补强与交联作用;VPSR具有疏水性,其疏水性随VEC-POSS含量的增加而增强,VPSR-5表面能具有最低值-25.36mN/m。