Page 99 - 《精细化工》2020年第7期
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第 7 期 于昕仪，等: 紫外光固化环氧聚硅氧烷树脂的制备与性能 ·1381·
称取 10 g 双端环氧基聚硅氧烷预聚物，加入 1,2-环氧-9-癸烯）的红外谱图。
0.3 g（预聚物质量 3%）光引发剂 BL9380，室温下
磁力搅拌 3 h 使其混合均匀。分别选用玻璃片、格拉
辛纸作为基材进行涂膜，在 2000 W 高压汞灯下紫
外光固化 20 s 固化完全。样品与汞灯距离为 30 cm。
1.3 结构表征与性能测试
红外光谱（FTIR）分析：采用红外光谱仪，利
用液膜法对双端环氧基聚硅氧烷预聚物进行结构表
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征，波数范围 3500~500 cm 。
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核磁共振氢谱（ HNMR）分析：采用核磁共振
波谱仪对双端环氧基聚硅氧烷预聚物进行结构表
征，溶剂为 CDCl 3 ，内标物为四甲基硅烷（TMS）。 图 1 双端环氧基聚硅氧烷预聚物(a)、环氧树脂(b)和双
反应程度测定 [20] ：吸取提纯后的双端环氧基聚 端含氢聚硅氧烷(c)的红外光谱图
Fig. 1 FTIR spectra of epoxy-siloxaneprepolymer(a), epoxy
硅氧烷预聚物，将其质量记为 m (g)，倒入 20 mL 质
monomer(b) and hydrosilicone (c)
量浓度为 0.01 kg/L 的 NaOH 水溶液中，室温搅拌 曲线 a 中，2927 cm 处为—CH 3 的反对称伸缩
–1
30 min，收集产生的气体并以倒置量筒法测量其体
–1
振动峰，1411 cm 处为—CH 3 的弯曲振动峰，1261、
积，记为 V (L)，反应程度计算公式为： 1093 和 1022 cm –1 处为 Si—O 的伸缩振动峰，
反应程度 /% –1
800 cm 处为 C—H 的面外弯曲振动峰。曲线 b 中，
pV 273.15 –1 –1
1 5 100 （1） 1639 cm 处为 C==C 的伸缩振动峰，1456 cm 处为
2 (273.15 ) 22.4 1.013 10 m C—H 的面内弯曲振动峰，912 cm 处为环氧基的非
–1
式中：p 为大气压强，Pa；θ为测试环境的温度，℃。 对称伸缩振动峰。曲线 c 中，2167 cm 处为 Si—H
–1
热重（TGA）分析：采用热重分析仪进行 TGA 的伸缩振动峰。
测试，分别在氮气、空气气氛中进行，测试范围 与曲线 c 相比，曲线 a 中 Si—H 键的特征峰已
30~780 ℃，升温速率为 10 ℃/min。 完全消失，表明反应已基本完全，Si—H 键已全部
差示扫描量热（DSC）分析：采用差示扫描量 与 1,2-环氧-9-癸烯中的 C==C 发生加成反应。残余
热仪进行 DSC 测试，测试范围为 30~180 ℃，升温 的微量 C==C 来自于过量的烯烃。以上分析证明已
速率为 10 ℃/min。测试前先进行一次循环以消除热 成功制备了双端环氧基聚硅氧烷预聚物。
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历史对测试结果的影响。 2.2 双端环氧基聚硅氧烷预聚物的 HNMR 分析
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接触角测试：按照 GB/T 30693—2014 测量样品 双端环氧基聚硅氧烷预聚物的 HNMR 见图 2。
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的水接触角和二碘甲烷接触角，每份样品选取 5 个 如图 2 所示， HNMR 共有 5 组产物峰。逐个积分并
不同位置测定接触角并取平均值。 进行分析，结果如表 1 所示。由表 1 可知，谱图 5
硬度测试：按照 GB/T 2918—1998 采用 A 型邵 组峰面积比为 4∶24∶4∶6∶198，符合双端环氧基
氏硬度计进行测定。 聚硅氧烷预聚物分子结构式上氢原子的种类数目及
凝胶率测试：称取质量为 m 1 （g）的固化产物, 其个数比，且通过 Si—CH 3 峰面积可反推出结构式
在丙酮中浸泡 24 h 后在 100 ℃真空干燥 6 h，记质 中 m 约为 30、所用双端含氢聚硅氧烷相对分子质量
量为 m 2 （g），凝胶率计算公式为： 约为 2000，与反应物相符。确定反应产物为双端环
凝胶率/%=m 2 /m 1 ×100 （2） 氧基聚硅氧烷预聚物。
指干法测试：用人手按压待测样品，样品表面
出现指纹或压痕表明固化不完全，样品表面光洁或
仅留有汗液则表明已固化完全 [21] 。
断裂面微观形貌观察：采用扫描电子显微镜
（SEM），金属喷涂后对固化膜进行微观形貌观察，
加速电压 15 kV。
2 结果与讨论
2.1 双端环氧基聚硅氧烷预聚物的 FTIR 分析
图 1 为在卡斯特催化剂的催化下进行硅氢加成 图 2 双端环氧基聚硅氧烷预聚物的 HNMR 图
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所得预聚物以及两种原料（双端含氢聚硅氧烷和 Fig. 2 HNMR spectrum of epoxy-siloxane prepolymer
