摘 要

MQ硅树脂顾名思义是一种由M基团与Q基团结合组成的一种特殊硅树脂，M基团是作为封端基团而存在的单官能团基团R₃SiO_1/2，Q基团是作为分子链主链结构的四官能团基团分子式为SiO_4/2。四官能团基团会在酸性条件下进行水解缩合，这一过程正是硅树脂的链增长过程，但其在酸性条件下的水解缩聚极其剧烈易发生凝胶，水解时间和酸度的把控很重要这关乎最终产物分子链的长短以及反应能否顺利进行。封端基团M基团参与反应的时机对于最终产物分子量的大小也有着至关重要的影响^[1]。假使封端反应是可以顺利进行的,那么四官能团基团的自缩聚程度即决定了硅树脂分子量的大小，而硅树脂的分子量大小与其分子链中羟基含量的多少有一定的联系。而分子量的大小在物理状态上的体现在于分子量越大产物越接近固态失去流动性，分子量越小则与之相反。

采用一定n(M)/n(Q)值（0.3~1.5）羟基含量为0.5~3%（质量分数）的MQ硅树脂与全氟辛基乙醇进行反应可对其进行一定程度的改性。这种改性工艺可使改性后的硅树脂在硅油中具有一定的稳泡性能。

在进行氟醇改性后MQ硅树脂可作为硫化硅橡胶的稳泡剂，用硅油为基础胶料来制备泡沫硅橡胶材料，通过选取不同用量全氟辛基乙醇改性的MQ硅树脂、不同粘度的端羟基硅油、不同用量的稳泡剂、不同的硫化温度及时间、不同的发泡机理来最终确定制备泡沫硅橡胶的最佳配方和工艺，从而得到泡孔细密、分布均匀、力学性能尚可的有机泡沫硅橡胶材料。

关键词：MQ硅树脂、氟醇改性、稳泡剂、 有机硅橡胶

Study on fluoro alcohol modified MQ silicone resin as foam stabilizer for silicone rubber

Abstract

MQ silicone resin is a kind of special performance of monofunctional (M group) organosiloxane blocking chain segment R3SiO1/2 and tetrafunctional (Q group) organosilicone chain segment SiO4/2. Polysiloxane. Due to the difference of n(M)/n(Q) values, MQ silicone resins have different relative molecular masses (hereinafter referred to as molecular weights), and the molecular weight can react to the hydroxyl content of the silicone resin to a certain extent and appear in the state. From the viscous fluids to the powdered solids, their physical properties, such as density, clarity, viscosity, softening point, viscosity build-up, and oleophilicity, change with each other.

Uses a MQ silicone resin having a n(M)/n(Q) value (0.3 to 1.5) and a hydroxyl content of 0.5 to 3% by mass to react with perfluorooctyl alcohol. It can be modified to some extent. This modification process allows the modified silicone resin to have a certain foam stability performance in silicone oil.

After the fluoroalcohol modification, the MQ silicone resin can be used as a foam stabilizer for the vulcanized silicone rubber, and the silicone rubber is used as the base compound to prepare the foamed silicone rubber material by selecting different amounts of the perfluorooctyl ethanol modified MQ silicone resin and different The choice of factors such as the base rubber, modification of diatomite, foaming agent, cross-linking agent, catalyst and inhibitor, etc., determine the basic formula and process for preparing the foamed silicone rubber, so as to obtain a moderate size of the cells. , dense and uniform distribution, excellent mechanical properties of organic foam silicone rubber materials.

Keywords: MQ silicone resin, fluoroalcohol modification, foam stabilizer, silicone rubber

目录

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1前言 1

1.2 MQ硅树脂 1

1.2.1 MQ硅树脂的制备原理 1

1.2.2 MQ硅树脂的合成工艺 2

1.3氟醇改性原理 4

1.4泡沫硅橡胶 5

1.4.1泡沫硅橡胶的结构 5

1.4.2基础胶料与组成 5

1.4.3发泡原理 7

1.5本论文的目的意义、主要内容 8

1.5.1本论文的目的与意义 8

1.5.2本论文的主要内容 8

第二章　实验部分 9

2.1实验原料 9

2.2 实验所用主要仪器与设备 10

2.3实验工艺及流程 10

2.3.1 氟醇改性硅树脂的工艺 10

2.3.2泡沫硅橡胶的制备工艺及流程 12

第三章 结果与讨论 15

3.1氟醇改性MQ硅树脂前后接触角测定 15

3.2氟醇改性前后的红外分析 17

3.3不同因素对硅橡胶泡孔结构的影响 18

3.3.1稳泡剂对发泡效果的影响 19

3.3.2基胶中端羟基硅油的粘度对发泡效果的影响 20

3.3.3端羟基硅油与乙烯基硅油对发泡倍率的影响 22

第四章 结论 24

参考文献 25

致谢 26

第一章绪论

1.1前言

稳泡剂是指具有延长和稳定泡沫保持长久性能的表面活性剂。本文所述的全氟辛基乙醇改性的MQ硅树脂属于聚醚乳液类(MPS)稳泡剂，此类稳泡剂的作用原理在于它能够赋予泡孔更强的稳定性，并且使得维持液泡稳定的活性因子能够均匀分布在液泡表面。优点在于具有优良的稳泡效果，便于使用。而制备过程中易于产生较多的异构体、中间体则是其缺陷^[2]。

作为一种新型的、多功能性的橡胶材料, 泡沫硅橡胶正日益受到人们广泛关注，对于其制备以及改性的配方和工艺流程也逐渐受到众多材料研究单位的密切关注。从气泡的生长过程来看，就如同硅树脂分子量的增长一般，泡沫橡胶的发泡过程大致可以分为三个主要部分^[4]:气泡核的形成（对应着链引发阶段）, 气泡核的膨胀（对应着链增长）和泡体的固化定型过程（对应着链终止）。影响着这三个部分的主要因素在于化学发泡剂的选用以及硫化温度和时间的摸索。为此, 在气泡膨胀与固化过程中需要找到其平衡点。

就目前而言，有机硅泡沫材料在国内市场上仍未能很好的普及，其原因之一就是优质廉价的稳泡剂不易制备。因此，寻找合适的硅橡胶稳泡剂对于丰富国内的泡沫材料品种具有重要的意义。^[7]本文研究了制备MQ硅树脂、对硅树脂进行改性、有机硅泡沫配方及制备工艺，并探究了物理发泡法和化学发泡法存在的内在规律以及发泡与固化的平衡。

1.2 MQ硅树脂

1.2.1 MQ硅树脂的制备原理

实验采用以水玻璃硅酸钠（Na₂OSiO₂·9H₂O）为原料提供四官能基团来制备MQ硅树脂的方法，同时水玻璃法制备MQ硅树脂的单官能基团 (M基团)取自于六甲基二硅氧烷（简写为MM）。该两者在低温酸性条件下会发生水解反应而四官能基团SiO_4/2还会发生自缩聚，根据自缩聚反应程度不同从而形成了分子量高低不等的硅树脂。其中,MM作为封端剂存在,可以在一定程度上控制MQ硅树脂分子量的大小,而硅酸钠水解后的自缩聚产物则构成了MQ硅树脂的主链的基本组成部分。基本合成路线可归纳为^[3]：

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