新型聚硅氧烷丙烯酸酯：可紫外光和湿气双重固化，提升物理机械性能

新型聚硅氧烷丙烯酸酯：可紫外光和湿气双重固化，提升物理机械性能

概括：

聚硅氧烷树脂（又称有机硅）是由Si-O-Si单元交替连接构成主链，其特殊的结构赋予其许多优异的物理化学性能，在航空航天、电子、日常生活等许多领域都有着重要的应用价值。本文合成了一种可紫外光和湿气固化的聚硅氧烷丙烯酸酯（PSA），它首先可以在紫外光照射下实现树脂表面的快速固化，提高表面硬度，减少表面污染，然后在室温下湿气固化，提高物理机械性能。传统的小分子光引发剂在引发聚硅氧烷树脂紫外固化时，极性较大，与树脂的相容性较差，影响光固化效率和固化物的性能。通过实验，合成了一种含硅的大分子光引发剂（1173-PMHS），它与聚硅氧烷在结构上相似，降低了光引发剂的极性，提高了与聚硅氧烷树脂的相容性，提高了光固化效率。 同时由于有机硅的低表面能和低表面张力，光引发剂能自发迁移至固化体系表面，提高表面引发剂浓度，有效防止氧阻聚。本文以端羟基聚二甲基硅氧烷树脂（107）与γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH570）在催化剂存在下，通过水解缩合反应制备了同时含有紫外固化C=C基团和湿气固化Si-OCH3基团的聚硅氧烷丙烯酸酯树脂，利用IR、NMR等手段对其结构进行了表征；以丙烯酸异辛酯（2-EHA）为活性稀释剂，通过实时红外（FT-IR）研究了活性稀释剂用量对双固化聚硅氧烷丙烯酸酯树脂（PSA）光聚合的影响； 通过红外跟踪研究了固化顺序（先光固化再湿固化和先湿固化再光固化）对体系中C=C双键和Si-OCH3基团转化率的影响。

对于湿固化工艺，研究了催化剂种类及用量对湿固化的影响；计算了40%RH环境下双固化树脂湿固化反应的活化能。研究结果如下：1.以环己烷为溶剂，讨论了107树脂相对分子量及原料配比对合成产品性能的影响，结果表明，107树脂相对分子量为30000，KH570添加量为10wt％时产品性能良好。2.以丙烯酸异辛酯为稀释剂，随着稀释剂含量的增加，固化体系黏度迅速下降后变化不再明显；光固化速率先上升后逐渐下降；固化物拉伸强度逐渐上升，断裂伸长率在一定范围内先上升后下降。3.先光后湿的固化顺序更有利于体系达到较高的转化率。 4.不同固化顺序得到的树脂主题结构不同，导致固化物的玻璃化转变温度存在差异，DSC结果表明双固化树脂具有优异的耐低温性能。5.合成的1173-PMHS与PSA相容性良好，且比1173更有效地引发PSA光聚合，紫外吸收测得其最大吸收波长与小分子光引发剂1173相同。

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