Page 130 - 《精细化工》2022年第5期

·984· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

表 5 乙烯基与活性氢物质的量比对 PDMS 聚合物涂膜力学性能的影响
Table 5 Effect of molar ratio of vinyl to active hydrogen on mechanical properties of PDMS polymer coatings
PDMS 双键与活性
聚合物涂膜 PMHS-0.18/g 氢物质的量比 催化剂/μL 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 硬度/Shore A
PDMS-11 0.17 2∶1 142 0.07 314 2
PDMS-7 0.33 1∶1 143 0.25 511 4
PDMS-12 0.66 1∶2 146 0.38 559 7
PDMS-13 0.99 1∶3 148 0.32 525 5

选取 η-10000 和 η-80000 各 10.00 g 复配后作为 质量分数的增加，PDMS 聚合物涂膜的拉伸强度和
Vi
基础聚合物，PMHS-0.18 作为交联剂，乙烯基与 硬度逐渐增加，断裂伸长率逐渐下降。当 PMVS Vi
Vi
活性氢物质的量比为 1∶2，以 Vi PMVS 作为补强 质量分数为 7%时，可在不过多影响断裂伸长率的
Vi
Vi
剂， PMVS 质量分数对 PDMS 聚合物涂膜力学 前提下，有效提高 PDMS 聚合物涂膜的拉伸强度和
性能的影响见表 6。由表 6 可见，随着 Vi PMVS Vi 硬度。

Vi
Vi
表 6 PMVS 质量分数对 PDMS 聚合物涂膜力学性能的影响
Vi
Vi
Table 6 Effect of PMVS mass fraction on mechanical properties of PDMS polymer coatings
PDMS Vi PMVS Vi
聚合物涂膜 PMHS-0.18/g 质量分数/% 催化剂/μL 抑制剂/μL 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 硬度/Shore A
PDMS-12 0.66 0 148 24 0.38 559 7
PDMS-14 1.30 3 155 26 1.07 539 14
PDMS-15 1.80 5 162 27 1.85 524 18
PDMS-16 2.20 7 168 28 2.73 503 21
PDMS-17 2.70 9 175 29 3.52 439 25

2.2.5 白炭黑质量分数对 PDMS 聚合物涂膜力学性 合物涂膜（PDMS-19）的最优条件是：将 η-10000
能的影响 和 η-80000 以质量比为 1∶1 复配后作为基础聚合
2
以比表面积为 110 m /g、原生粒径为 16 nm 的 物，PMHS-0.18 作为交联剂，乙烯基与活性氢物质
Vi
Vi
气相白炭黑作为 PDMS 聚合物涂膜补强填料。选取 的量比为 1∶2，补强剂 PMVS 质量分数为 7%，
η-10000 和 η-80000 各 10.00 g 复配后作为基础聚合 白炭黑质量分数为 40%。制得 PDMS 聚合物涂膜拉
物，2.20 g PMHS-0.18 作为交联剂，乙烯基与活性 伸强度为 5.96 MPa，断裂伸长率为 481%，硬度为
Vi
Vi
氢物质的量比为 1∶2，补强剂 PMVS 质量分数为 58 Shore A，满足合成革涂层力学性能的要求。
7%，催化剂用量为 168 μL，抑制剂用量为 28 μL， 2.3 有机硅合成革涂层的主要性能
白炭黑质量分数对 PDMS 聚合物涂膜力学性能的 将涂膜 PDMS-19 与基材贴合，制得有机硅合成
影响见表 7。 革，并对其涂层进行低温曲挠性、耐磨性、疏水及
防污性等物性测试。
表 7 白炭黑质量分数对 PDMS 聚合物涂膜力学性能的
2.3.1 有机硅合成革涂层低温曲挠性
影响
Table 7 Effect of fume silica mass fraction on mechanical 通过测定聚合物涂膜的 T g 来表征合成革涂层的
properties of PDMS polymer coatings 耐寒性，结果见图 4。由图 4 可见，有机硅合成革
PDMS 白炭黑质量 拉伸强度 断裂伸长 硬度/ 涂层的 T g 为–122.9 ℃，而文献中报道常用的 PU 合
聚合物涂膜 分数/% /MPa 率/% Shore A
成革涂层的 T g 为–35 ℃，PVC 人造革涂层的 T g 为
PDMS-16 0 2.73 503 21 [20]
87 ℃ ，表明有机硅合成革涂层的耐寒性要明显优
PDMS-18 20 4.87 499 45
于 PU 合成革及 PVC 人造革涂层。这是因为，有机
PDMS-19 40 5.96 481 58
硅聚合物分子结构呈螺旋状，链段分子间相互作用
PDMS-20 60 5.31 301 70
力小、主链柔软易旋转，Si—C 键侧基转动位阻小；
由表 7 可见，随着白炭黑质量分数从 0 增至 尤其当侧基为甲基时，键长约为 0.188 nm，甲基可
60%，PDMS 聚合物涂膜的拉伸强度先增大后减小， 绕 Si—C 轴自由旋转，到–195 ℃也不停止 [21] ，赋予
硬度逐渐增大，断裂伸长率逐渐下降。 了聚硅氧烷分子链较好的低温柔顺性，因此，有机
综上所述，制备具有良好力学性能的 PDMS 聚 硅合成革涂层表现出优异的耐寒性。