硅烷齐聚物

聚碳酸酯（PC）常用阻燃方案

聚碳酸酯 （PC）具有优异的力学性能、良好的电性能、高透明度、较宽的使用温度范围（-60~120℃）等特点，主要运用于玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等，是近年来发展最快的工程塑料之一，预计2022年中国对PC的需求量将达到240万吨左右。

聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，在普通使用温度内都有良好的机械性能。，氧指数约为25%-27%，离开火源后自熄，阻燃等级为 UL-94 V-2级。然而，当PC应用于电子、电气、汽车、建筑等行业中时，往往需要更高的阻燃性能，因此需要进行改性，使其阻燃等级提高至V-0级。

PC常用的阻燃方案是外添加阻燃剂，有溴系、有机磷系、磷腈类、硅系和磺酸盐类等阻燃剂。每种方案各有优缺点，需要根据具体应用及成本综合考虑使用。 1. 溴系阻燃剂

溴系阻燃剂是目前阻燃剂中最常用的一类，有70多种，它的阻燃效率高、热稳定性好且价格低廉（当然，现在也不低廉了），应用广泛。改性塑料用溴系阻燃剂主要包括四溴双酚A（TBBA）、三（三溴苯基）氰尿酸酯（代表型号FR245）、十溴二苯乙烷（DBDPE）等。

常添加6-9％的四溴双酚Ａ即可使PC材料达到V-0等级，但其热稳定性差，高温易分解。而FR245的溴含量高达67%，其分解温度高达 310℃，在PC的加工温度下不降解，UV稳定性好，同时可使PC产品的力学性能保持良好，且析出较少。

在PC阻燃中，溴系阻燃剂常用的协效剂Sb2O3因会引起PC降解，而不适用，但可以选用锑酸钠（NaSbO3）替代。

聚合物级的含溴PC强度更高，且耐热性和阻燃性更好，与PC相容性好，可以用作PC的阻燃剂。研究发现加入四溴双酚A碳酸酯齐聚物对PC的低温缺口冲击强度的影响较小，相比之下，十溴二苯乙烷会大幅降低PC的低温冲击强度。 早期人们对PC使用的阻燃剂为含卤素的阻燃剂,其中主要是含溴阻燃剂。溴系阻燃PC在改性制备过程以及后期注塑成型过程中都不太稳定,原因可能为阻燃剂在高温下游离出的酸性小分子促使PC发生降解反应。且溴系阻燃PC在燃烧过程中会产生大量有毒、腐蚀性气体,这样会在火灾现场引入毒烟的危害。 由于环保原因，美国、欧盟 、日本等国家对卤系产品出口限制越发严重，国内也越来越多限制溴系产品。

第２４卷第６期　２００７年６月　应用化学　

ＣＨＩＮＥＳＥ　Ｊ０ＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＡＰＰＬＩＥＤ　ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　Ｖｏ１．２４　Ｎｏ．６　Ｊｕｎｅ　２００７　

硅烷改性含氟丙烯酸酯共聚物乳液　

和　玲　梁军艳　徐岩　朱江安　

（西安交通大学理学院应用化学系　西安７１００４９）　

摘要利用正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）水解和长链烷基三甲氧基硅烷（ＷＤ一１０）的硅烷偶联剂作用，以甲基丙烯酸　甲酯（ＭＭＡ）、丙烯酸丁酯（ＢＡ）和甲基丙烯酸十二氟庚酯（ＤＦＭＡ）为原料的核壳型含氟丙烯酸酯聚合物乳液　进行原位复合改性。通过ＸＲＤ、ＦＴＩＲ、ＳＥＭ—ＥＤＸ、ＴＥＭ、ＲＧＤ、ＤＳＣ、ＮＭＲ等测试技术分析和讨论了合成的聚合　物乳液的乳胶粒子结构和形态．以及ＴＥＯＳ和ＷＤ．１０含量对改性的聚合物乳液稳定性和对聚合物成膜性的　影响。结果表明，ＴＥＯＳ水解产生了ＳｉＯ，，核壳型结构粒子基本呈现圆形分布，粒径为４０～５０　ｎｍ。ＴＥＯＳ的最　佳质量分数为３．１％～３．８％，ＷＤ一１０含量宜控制在ＴＥＯＳ质量分数为０　９％～０．９５％之间。　’　关键词含氟聚合物，乳液聚合，ＴＥＯＳ水解，偶联剂，改性　中图分类号：０６３１；ＴＱ３１６．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００－．０５１８（２００７）０６－０６０５－０５　

含氟丙烯酸酯共聚物具有突出的化学稳定性及耐老化性而成为优良的涂料成膜材料…。但聚合物　

的侧链氟原子数较多时聚合物的玻璃化温度较低ｌ２］，影响共聚物的应用范围。Ｂａｒａｄｉｅ等　研究显示，　

含氟硅的共聚物具有良好的化学稳定性、热稳定性及低表面能。Ａｍｅｄｕｒｉ等　在含氟丙烯酸酯共聚物中　引人硅氧键，可提高聚合物的耐热性能及与基底的附着力。黄月文等　］将含甲基丙烯酰氧基的有机硅　

偶联剂ＫＨ５７０通过共聚引人含氟丙烯酸酯主链上，将其与羟基硅油共混而提高了聚合物涂膜的耐水　

性。也有将纳米ＳｉＯ，用ＷＤ－３０进行表面修饰之后与ＭＭＡ进行无皂乳液聚合，使ＭＭＡ的齐聚物吸附在　

武汉理工大学

硕士学位论文

聚二甲基硅氧烷涂层材料的制备及性能研究

姓名：***

申请学位级别：硕士

专业：材料学

指导教师：***

20061001武汉理工大学硕士学位论文

摘要

涂层材料一般分为无机涂层（金属涂层）和有机涂层，无机涂层一般又分

为保护涂层和功能涂层两大类。有机涂层中的热防护涂层是一种具有特殊用途

的材料，在航空航天、电子电气、纺织、建筑等领域有着广泛的应用。目前所

用基体材料主要为环氧树脂、氯磺化聚乙烯、酚醛、环氧．聚氨酯、聚苯硫醚．环氧等，在航天飞机和导弹等航天产品中应用较为广泛。但是普遍存在缺点，

就是价格较贵、综合性能较差、均需高温成型等。聚二甲基硅氧烷因其具有耐

氧化、耐宽广的高低温交变、耐寒、耐臭氧、优异的电绝缘性、生理惰性、耐腐蚀、耐潮湿等优良性能，并且不需热压设备。这些优点引起了众多科学研究

者的兴趣。目前国外对聚二甲基硅氧烷（ＰＤＭｓ）在固体发动机壳体外防热的研究与应

用开始重视，而国内对其作为热防护涂层的研究与应用刚冈Ⅱ起步。因此本文通

过引入聚二甲基硅氧烷作为耐热涂层的基体，采用室温硫化工艺，制备了复合

涂层材料，研究了不同填料、助剂等对涂层相关性能的影响。（１）研究了基体的粘度对拉伸强度的影响。研究结果表明，随着粘度的增

加即分子量的增加，涂层材料的拉伸强度是逐渐递增的，可达１．７ＭＰａ。但是基体粘度越大，溶剂等配合莉加入量也会增加，导致材科成本加大：同时使得制造工艺复杂。

（２）白炭黑（气相二氧化硅）主要起补强作用，一般认为白炭黑以物理或化学的方式与基体交联。但是大部分研究者忽略了白炭黑对ＰＤＭＳ热稳定性能

的消极影响。本实验通过ＴＧＡ，ＤＳＣ测试手段，辅以ＳＥＭ对添加白炭黑的涂层

材料与纯ＰＤＭＳ涂层材料进行比较分析，结果表明：热失重５％的温差最高达

１３３℃，热失重１０％的温差最高达１６７℃。

（３）利用Ａｌ（Ｏｎ）３低温挥发散热机理，舢（０Ｉ－Ｉ）３在加热到２４０℃～５００＂Ｃ左右时会迅速分解出结晶水并吸收大量的热量（１９６７ｋＪ／Ｋｇ），从而降低了材料表面

第２５卷第４期　２００８年１２月　广东工业大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ０１．２５　Ｎｏ．４　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０ｏ８　

硅烷齐聚物光电流的Ｍｏｎｔｅ—Ｃａｒｌｏ模拟　

杨燕婷　，杨燕明　，吴福根　

（１．广东工业大学实验教学部，广东广州５１０００６；２．广东省工贸职业技术学院机电工程系，广东广州５１０５１０）　

摘要：用Ｍｏｎｔｅ—Ｃａｒｌｏ方法模拟了层状结构硅烷齐聚物的光电流衰减实验曲线，对于含小于１２个硅原子的齐聚物，　在电场作用下光生空穴载流子沿齐聚物链漂移的模型下，模拟结果与实验数据基本吻合．说明空穴在层状结构的　齐聚物迁移过程中，链间俘获是限制空穴传输的主要因素．　关键词：层状结构硅烷齐聚物；Ｍｏｎｔｅ．Ｃａｒｌｏ模拟；空穴载流子　中图分类号：ＴＧＩ１１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—７１６２（２００８）０４－００１７－０４　

由于硅烷齐聚物ＣＨ　［Ｓｉ（ＣＨ，）　］　ＣＨ，容易形　成有序层状结构，具有高空穴迁移率，这种特性可能　在光导和有机电致发光器件中获得应用．硅烷齐聚　

物材料一直受到日本科学家的特别关注，在结构表　

征和迁移率测试方面，特别是薄膜结构与迁移率之　间的相互关系研究取得了一系列的进展．在研究齐　聚物含硅原子的个数ｍ从８～１２发现，ｍ值的不同　就意味着分子链的长度不同ｕ　，利用渡越时间　

（ＴＯＦ）方法研究硅烷齐聚物薄膜的载流子迁移与硅　烷齐聚物分子长度的关系．空穴的迁移率一般是随　

着分子长度的增加而增大，不过同时也表现出很明　显的奇偶效应，奇数的硅烷齐聚物迁移率的值比临　

近的偶数的要小大约５０％．对于如何进一步提高空　穴迁移率主要集中在澄清分子链端基之间的相互作　

用情况，对于奇、偶不同类型的材料其端基相互作用　存在差异，导致迁移率变化趋势不同．因此，研究端　

基相互作用，特别是通过模拟方式初步了解端基附　近能量类型有重要意义．