Page 128 - 《精细化工》2022年第5期

·982· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

具体方法如下：将 5 mg PDMS 聚合物涂膜放入坩埚 较好的防污（防涂鸦）性能。
中，盖上铝盖，加压密闭，在 N 2 氛围下以 10 ℃/min
的升温速率测试，测试温度范围–150~ 25 ℃。低温 2 结果与讨论
曲挠性测试：根据 GB/T 39368—2020 和 QB/T 2224
2.1 FTIR 分析
—2012 对有机硅合成革进行耐折牢度测试。将样品
η-10000、PMHS-0.18 和 PDMS 聚合物涂膜
制成 70 mm × 25 mm 的矩形，使用立式低温试验机 （PDMS-19）的红外光谱图如图 3 所示。从图 3 可
4
分别在 25 ℃和–20 ℃下对其进行 6 × 10 次耐折牢
以看出，在 PDMS 聚合物涂膜的谱图中，2160 cm –1
度测试，随后观察样品表面弯折部分是否出现破损
处代表 Si—H 键的特征吸收峰消失了，说明 η-10000
或裂纹。
中的 C==C 键与 PMHS-0.18 中的 Si—H 键在催化剂
耐磨性测试：根据 GB/T 21196.3—2007，对有
作用下发生了硅氢加成反应。
机硅合成革涂层进行耐磨性测试。选取直径为
38 mm 的试样，安装在马丁代尔耐磨仪夹具内，作
平面运动与标准磨料进行摩擦，测试负重为 96 g，
3
磨料为 600 目砂纸，摩擦次数 5 × 10 次。根据样品
表面磨损的直观变化，对样品的耐磨性进行初步对
比，再根据试样实验前后的质量差异，求出质量损
失，根据式（1）计算耐磨指数：
A=N/Δm （1）
式中：A 为耐磨指数，次/mg；N 为总摩擦次数，次；
Δm 为试样在总摩擦次数下的质量损失，mg。

表面能和接触角测试：采用接触角测量仪来进 图 3 PDMS 聚合物涂膜、PMHS 和 PDMS 的 FTIR 谱图
Vi
Vi
行液体接触角测试，测试液滴大小为 5 μL，每个样 Fig. 3 FTIR spectra of PDMS polymer coating, PMHS and
Vi Vi
品至少测试 3 次，取平均值。并分别通过水和二碘 PDMS

甲烷在 PDMS 聚合物涂膜表面的接触角数据，利用 2.2 PDMS 聚合物涂膜力学性能的调控
Fowker's 方程 [17] ，根据式（2）~（4）计算 PDMS PDMS 聚合物涂膜应当同时具备一定拉伸强度
聚合物涂膜的表面能。上述两种测试液体的表面能 （>5 MPa）、断裂伸长率（>400%）及硬度（5~
[5]
及分项数值如表 1 所示。 60 Shore A），才能符合合成革涂层应用要求 。因
d
p
γ s = γ s +γ s （2） 此，考察了聚合物体系中各组分对 PDMS 聚合物涂
d 1/2
p 1/2
p
d
γ l1 (1+cosθ l1 ) = 2(γ l1γ s ) + 2(γ l1γ s ) （3） 膜力学性能的影响。
Vi
Vi
p 1/2
d 1/2
p
d
γ l2 (1+cosθ l2 ) = 2(γ l2γ s ) + 2(γ l2γ s ) （4） 2.2.1 PDMS 黏度对 PDMS 聚合物涂膜力学性能
d
式中：γ s 为固体表面能，mN/m；γ s 为固体表面能的 的影响
色散力部分，mN/m； γ s 为固体表面能的极性力部分， 分别以 η-10000、η-30000、η-50000 和 η-80000
p
mN/m；γ l 为液体表面能，mN/m；γ l 为液体表面能 作为基础聚合物，PMHS-0.18 作为交联剂，乙烯基
d
p
的色散力部分，mN/m；γ l 为液体表面能的极性力部 与活性氢物质的量比为 1∶1，抑制剂用量为 24 μL，
Vi
Vi
分，mN/m；θ 为接触角，°；γ l1 为水的液体表面能， 则 PDMS 黏度对 PDMS 聚合物涂膜力学性能的影
Vi
Vi
mN/m；γ l2 为二碘甲烷的液体表面能，mN/m。 响见表 2。由表 2 可见，随着 PDMS 黏度的增大，
PDMS 聚合物涂膜的拉伸强度和硬度逐渐下降，断
表 1 测试液体的表面能及其分项数值 [18] 裂伸长率逐渐提高。不难看出，高黏度的 PDMS Vi
Vi
Table 1 Surface energy and its parameters of the test
liquids [18] 可赋予涂膜良好的延伸性，但拉伸强度和硬度较低；
低黏度的 Vi PDMS Vi 可赋予涂膜良好的拉伸强度和
d
p
测试液体 γ l/(mN/m) γ l /(mN/m) γ l /(mN/m)
硬度，但断裂伸长率太低，所以需将不同黏度的
水 72.8 21.8 51.0
Vi
Vi PDMS 混合后作为 PDMS 聚合物涂膜的基础聚合
二碘甲烷 50.8 48.5 2.3
物，以使涂膜同时具有良好的拉伸强度和断裂伸长
防污（防涂鸦）性测试：用油性记号笔在有机 率。将 η-10000 和另一不同黏度的 PDMS 以质量
Vi
Vi
硅合成革表面画一条约 5 cm 的直线，观察笔迹在涂 比为 1∶1 复配后作为基础聚合物，PMHS-0.18 作为
层表面的收缩行为以及是否可用纸巾完全擦除且没 交联剂，乙烯基与活性氢物质的量比为 1∶1，抑制
Vi
Vi
有痕迹残留。若笔迹在合成革涂层表面有收缩现象， 剂用量为 24 μL，不同黏度 PDMS 的复配对 PDMS
且能够用纸巾完全擦除，则说明该合成革涂层具有 聚合物涂膜力学性能的影响见表 3。