液体硅橡胶（共6篇）
液体硅橡胶 篇1
液体硅橡胶(LSR)作为有机硅材料中发展较快的一个品种,具有成本低、能耗低、生产效率高、可进行自动化生产等优点,在电子元器件密封、管道密封、建筑、医疗器械、键盘及婴儿奶嘴等方面得到普遍应用。随着科学技术的发展,传统的混炼硅橡胶材料已很难满足特殊需求,因此具备特殊功能的液体硅橡胶材料应运而生,其改性液体硅橡胶的方法主要有:添加功能填料、改变填料的组成和配比、对硅橡胶主链进行接枝改性、或与其它高分子材料共混等。
1 液体硅橡胶的概述与分类
液体硅橡胶是在空气中少量水为引发剂或铂催化剂加热下发生硫化交联的一种弹性体。按反应类型分为缩合型或加成型液体硅橡胶。缩合型液体硅橡胶硫化时通过脱除羧酸、乙醇、酰胺、丙酮等小分子,形成Si-O-Si的网络结构;加成型液体硅橡胶硫化时通过乙烯基与氢硅氧烷加成反应达到交联,不脱除小分子[1]。此外,按包装方式分为单组分和双组分液体硅橡胶。按功能类型又分为导热、导电、阻燃、高粘结性液体硅橡胶。不同液体硅橡胶的功能各异,在实际应用中发挥着各自的作用。
2 新型改性液体硅橡胶
2.1 传导性液体硅橡胶
2.1.1 热导性液体硅橡胶
目前,热导性液体硅橡胶主要是通过加入导热填料、将导热填料颗粒细化、不同粒径的导热填料复配及对导热填料进行表面处理的方法,来达到导热和散热的目的,主要应用在电子元器件密封、冷缩电缆附件、航空航天等领域。
Cu、Al、Ag等金属及MgO、ZnO、Al2O3等金属氧化物和AlN、Si3N4等金属氮化物是传统导热硅橡胶的主要导热填料。马凤国等[2]采用70份ZnO为导热填料 ,开发出热导率为2.142W/m·k的单组分脱醇型室温硫化导热硅橡胶,此硅橡胶除具有良好的导热性能外,拉伸、撕裂强度等力学性能也显著提高。Jun Horikoshi等[3]以液体硅橡胶为基胶,直径为0.2~30μm球状氧化铝为导热填料制备的导热硅橡胶,导热率可达2.4~2.5W/m·k,广泛应用于计算机领域。
单一填料液体硅橡胶的导热率低,且功能单一,不能满足要求;不同种类的填料并用,可同时赋予液体硅橡胶良好的导热性及阻燃性。陈芳[4]用Al2O3/Al(OH)3复合填料研制出导热阻燃液体硅橡胶。结果表明,Al2O3与Al(OH)3之比为4:1时导热性能最佳,阻燃性也达到了UL94V-0级。此后,陈芳[5]又用Al2O3/MgO/Al(OH)3 3种复合填料制备出电子用导热阻燃液体硅橡胶,其导热性能比前者提高了2~3倍。Doo Whan Kang等[6]采用20~50nm超细镁铁素体粉末开发出双组分导热率为1.3W/m·k加成型液体硅橡胶。该硅橡胶在添加导热填料的情况下不仅具有优异的导热性,还具有很好的电磁屏蔽性。
为了提高体系导热率,同时又要获得良好的高温性能,Zhou Wenyi等[7]选取了Si3N4/SiCW混合填料,得到硅橡胶混合填料的填充体积为50%,Si3N4/SiCW的质量比为9:1时,其导热性能高达1.48W/m·k。
2.1.2 电导性液体硅橡胶
以液体硅橡胶为基胶,加入导电填料可制备具有高弹性和导电性能的复合型导电材料,用于电子产品中的导电部位。导电填料可分为金属系导电填料和炭系导电填料。
传统的导电填料为金属基和炭黑。王卫国等[8]用35~80份A、B组分,40~60份乙炔炭黑气相法二氧化硅共混物,0.5~2.0份氟硅多元聚合物得到体积电阻率为100~200Ω/cm的液体导电硅橡胶,用于制备10~110kV电缆附件以及各种半导体附件、护套等。张洁等[9]用17.275nm超导电炭黑为导电填料,制出邵氏硬度为46~48,拉伸强度10.02MPa,100%模量为0.79 MPa,300%模量为1.30MPa低模量、高强度室温硫化导电橡胶。Lizhou等[10]以107胶为基胶、乙炔炭黑和气相SiO2为导电填料、1, 2-双(三甲氧基硅基)乙烷为交联剂,并加入羟基硅油制备了拉伸强度为3.6 MPa,最大体积电阻率值为30.0Ω/m的RTV导电硅橡胶。贾付云等[11]制备了高导电硅橡胶组合物,其成分是乙烯基硅油60~90份,含氢硅油10~35份,10~150μm金属基导电填料100~150份和若干份其它添加剂,本体系屏蔽效果好,节省材料。
除了传统的导电材料外,具有导电性的聚合物也可以用作导电填料。例如, Vilˇcáková J等[12]在硅橡胶中加入体积质量分数为2%~4%的吡咯时,其导电率低于理论值的16%~17%。当加入吡咯的质量分数为8.5%时,硅橡胶的导电率最大。该种导电硅橡胶可以应用在微电子领域。
2.2 耐油或耐溶剂液体硅橡胶
应用在汽车行业的密封剂及密封垫圈是由耐油或耐溶剂液体硅橡胶制成的,提高该硅橡胶耐油性的方法通常是在LSR中引入甲基三氟丙基硅氧烷结构和使用碱土金属氧化物或氢氧化物接受体填料。
以缩合反应引入氟,是常用的方法。杨忠文等[13]利用阴离子开环聚合方法合成了粘度为4.5~170Pa·s羟基封端液体氟硅橡胶,将硫化材料浸泡在1#和3#标准油中150℃×72h,体积变化率和质量变化率都小于1%。袁利兵[14]对影响室温羟基封端液体氟硅橡胶性能影响的因素进行了研究,结果表明:采用机械搅拌、加入分子量调节剂,选用NaOH为聚合催化剂效果较佳。杨潇珂[15]以羟基封端的液体氟硅橡胶与含Si-H键的四甲基二硅氧烷反应,制成以活性Si-H键封端的氟硅橡胶。将其固化物在3#、5#航空煤油中浸泡7天,其质量和体积变化率分别为4.9%/2.2%和6.3%/2.5%。该产品耐油性好,硫化程度深,无副产物。
除了以缩合反应引入氟,还可以用加成反应引入。Takao Matsushita等[16]用含有不饱和烯烃的液体氟硅橡胶为基础胶制成了耐油加成型硫化氟硅橡胶,其组成为:基础胶100份,至少含2个官能团或氢的有机聚硅氧烷1~80份,增强填料10~100份及适量硫化剂。Mikio等[17]则采用含有铵基官能团的液体氟硅橡胶为基础胶,得到的汽车润滑油密封胶不仅具有良好的耐油性,还具有良好的耐溶剂性,耐热性。最近,美国Dow Corning公司又推出100%液体氟硅橡胶,不但具有很好的耐油性,且可承受-60℃~+220℃的严苛温度[18]。
Akito Nakamura等[19]用碱土金属氧化物或氢氧化物接受体为填料制成了耐润滑油的密封胶,该材料在低级润滑油中长时间浸泡,其力学性能改变不大。 Brian paul Loiselle[20]除采用碱土金属氧化物或氢氧化物接受体为填料外,还采用了粘附促进剂,得到了耐烃油液体硅橡胶,基胶在热油压缩试验中,100%压缩永久变形的时间高达4824h。
2.3 高透明液体硅橡胶
在医用胶管、食品保鲜膜和纺织商标中通常需用透明液体硅橡胶。通常采用气相法白炭黑和MQ型硅树脂作填料得到。许永现等[21]用加成反应制备了透明泛蓝的加成型医用高透明液体硅橡胶,结果表明:选用比表面积至少大于200m2/g,种类为QS-40和Aerosil-380的气相白炭黑填料,透明度较好,且粘性小,符合FDA医用要求。此后,该作者[22]除添加白炭黑外,又加入乙烯基MQ树脂10~20份,稀释剂二甲基硅油2~4份得到了半透明泛白的纺织用液体硅橡胶。美国Momentive集团[23]还推出了具有突破性的LSR7000系列高透明度液体硅橡 (LSR)产品。LSR7000系列产品具有95%的透光度,优异的高温稳定性和加工性能以及卓越的耐紫外线和蓝光稳定性。其产品的邵A硬度在60~80之间。
2.4 绝缘性液体硅橡胶
为提高输变电设备的防污闪作用,增加外绝缘性能,可采用以下方法:加入阻燃及耐漏电起痕剂、纳米级绝缘填料填充硅橡胶、增加涂层的自恢复与耐老化性能[24]。Liu Qian[25]采用粒径为30~40nm Sb2O3,并与十溴二苯醚配合作用,在增强防污闪涂料阻燃的同时提高了涂层强度。德国Wacker[26]用2~10μm氢氧化铝提高漏电起痕和阻燃性,使得耐电弧性>420s。陈石刚等[27]以气相法白炭黑作为耐漏电起痕添加剂和补强填料,制得拉伸强度为8.2MPa,体积电阻率达5×1015Ω·cm的冷缩电缆附件用液体硅橡胶,其电气强度达到35kV/mm,耐漏电起痕达到1A4.5级。为改善RTV的附着力、触变性等,美国Dow Corning[28]又采用含羟基或可水解的二羟基的硅烷做交联剂。
为改善加入氢氧化铝后硅橡胶的流动性,机械强度和绝缘性,Dow Corning[29]又增添了第1,2,5,7主族金属的碳酸盐、酸式盐,三唑类等成分。此外,Dow Corning[30]还用ZnO/Al(OH)3、硼酸锌/ Al(OH)3、Al(OH)3/Mg(OH)进行填料复配以提高绝缘性。张丽萍[31]采用了半补强填料为Mg(OH)、MgO、石英粉、硅藻土中的一种或几种,得到了用于高压电绝缘子和套管的液体硅橡胶。
2.5 阻燃液体硅橡胶
加入阻燃填料是提高液体硅橡胶阻燃性能的常用方法。传统的阻燃液体硅橡胶,主要是添加有机阻燃剂。曲艳斌等[32]将氢氧化镁与熔点大于300℃的十溴联苯醚并用制得的脱酮肟型单组分RTV硅橡胶,其垂直燃烧性能可以达到GB/T13488-1992的FV-0标准。Farooq Ahmed等[33] 以三聚氰胺为阻燃剂,并与0~30%的无机非补强填料并用,制成了6mm厚的单组分缩合型硅橡胶隔热涂层,放置火焰温度为1200℃上4h后,其背面温度不超过220℃。章坚等[34]采用苯并三唑作阻燃剂,制成了阻燃等级94v-0级的双组分加成型硅橡胶电子灌封料。
无机阻燃剂由于其燃烧时不会产生污染,具有良好的阻燃性。吴强[35]研发的含有27%~40%氢氧化铝和1%~10%氧化锌复配阻燃填料的液体阻燃硅橡胶,具有良好的阻燃性,柔软性及粘结性。贾丽[36]向硅橡胶中填充50份粒径为20~250nm的Mg(OH)2时,使硅橡胶获得了良好的力学及阻燃性能。Louis H等[37]将1~20份氢氧化铝与0.001~2.000份的氧化镁填充在液体硅橡胶中,所制得的材料在1000℃火焰下灼烧1min,移走火焰可自熄。Khristopher等[38]以硅灰石为阻燃剂,并加入一定量的补强填料制备的阻燃硅橡胶,阻燃效果好,其最佳添加量为7%~20%。Sweet等[39]将中空陶瓷微球,石英粉、氧化镁复配后作为阻燃填料填充在树脂增强的加成型室温硫化硅橡胶中,具有良好的抑烟效果,燃烧时几乎不产生烟。David Abecassis[40]将氧化镁与硼酸锌填料复配,应用于室温硅橡胶,提高了耐化学性和阻燃性。
2.6 粘结性硅橡胶
为提高液体硅橡胶的粘接性,通常需预先对基材进行底涂处理或添加增粘剂。夏志伟等[41]发现,添加钛酸酯增粘剂、硅硼增粘剂,可制得与金属基材具有较好粘接性的加成型液体硅橡胶;且两种增粘剂并用的效果优于使用单一的增粘剂。乔冬平[42]以硅氮烷聚合物作为双组分室温硫化硅橡胶密封材料的硫化体系,可使硅橡胶材料的粘结强度由未处理的0.43Mpa提高到2.35Mpa。Wacker公司[43]开发了一种自粘合液体硅橡胶Elastosil LR347,它是膏状、易染色的两组分胶料。即使不涂底层,它与范围广泛的材料,从热塑性橡胶、热固性橡胶到金属或玻璃都有极好的粘合性。
2.7 高强度液体硅橡胶
高强度液体硅橡胶主要是通过加入补强填料,增加填料的比表面积,减小填料粒径及对填料进行改性等途径来提高力学性能。罗穗连等[44]的研究表明,碳酸钙的粒子越小补强效果越好;王锦成等[45]对蒙脱土进行改性,制得的含有机蒙脱土20%的硅橡胶,其拉伸强度与质量分数为20%的蒙脱土硅橡胶相比提高了42.4%,断裂伸长率提高了10.5%。Mark等[46]用硅氧烷改性的蒙脱土、有机改性蒙脱土和皂土的混合物为填料制得的纳米粘土增强液体硅橡胶,其撕裂强度提高了原来的24%,耐压强度也提高了40%。Fielder[47]将MQ硅树脂及白炭黑按一定比例加入加成型室温硫化硅橡胶中,其力学性能得到增强,拉伸强度可达1.86~2.06MPa。
不同粘度乙烯基硅油的搭配也可以提高硫化产品的物理性能。陈石刚等[22]指出乙烯基硅油黏度相同时,由高低粘度乙烯基硅油并用的乙烯基硅油制成的硅橡胶的力学性能优于采用单一黏度乙烯基硅油制得的硅橡胶。Zech等[48]以端乙烯基树枝状硅烷聚合物为基胶,制得了一种高强度、高硬度、工艺粘度良好的口腔印模用加成型室温硫化硅橡胶材料。
3 结语
由于液体硅橡胶操作性好,使用方便,加入不同功能填料及接枝改性可得到具有导热、阻燃、导电、耐油等功能硅橡胶,这使得液体硅橡胶广泛应用于各个领域。但目前液体硅橡胶的功能性较为单一,所以多功能性及高性价比的液体硅橡胶是未来硅橡胶的研究方向,相信随着研究的深入,越来越多的高性能、多功能的新型改性液体硅橡胶将应运而生,使液体硅橡胶有更广阔的应用空间。
液体硅橡胶 篇2
泡孔结构包括泡孔尺寸、泡孔分布、泡孔类型等是影响硅橡胶泡沫材料性能的重要因素[2], 而通过脱氢型液体硅橡胶制备泡沫材料, 交联反应与发泡反应同时发生, 泡孔结构的影响因素极其复杂, 其中交联与发泡反应的动力学行为是影响泡孔结构的最重要因素之一, 二者之间的相对反应速率对泡孔结构的影响极其重要, 交联速率过小或发泡速率过快, 未交联完全的硅橡胶不能够有效的把气体包裹会造成气体的逸出或泡孔的合并, 容易形成大泡孔或开孔结构泡孔, 而交联速率过大或发泡速率过小, 硅橡胶的弹性模量或黏度增大较快, 泡孔孔壁强度较高, 气体不能克服泡孔壁的阻力, 导致泡孔生长过慢或停止, 容易形成小泡孔或闭孔结构泡孔[3]。因此, 研究脱氢型液体硅橡胶的交联与发泡反应特性, 了解其动力学过程对于控制硅橡胶泡沫材料的泡孔结构具有重要的意义, 目前还未见有关脱氢型液体硅橡胶交联与发泡动力学的研究报道。
带压力测试单元的橡胶分析加工仪可以同时获得橡胶在交联过程中储能模量与模腔压力的变化, 为研究液体硅橡胶的交联与发泡反应动力学提供了重要的手段。本研究以橡胶加工分析仪 (Alfa RPA200P) 为主要手段, 通过测试和分析脱氢型液体硅橡胶反应过程中体系储能模量和压力的变化, 对其交联与发泡反应的特性及动力学行为进行了研究。
1 实验部分
1.1 主要原材料
羟基封端聚二甲基硅氧烷 (黏度5Pa·s) , 上海华之润化工有限公司;含氢硅油 (活性氢含量0.7%) , 深圳市联环有机硅材料有限公司;硅藻土 (celit499) , 赛利特公司;羟基硅油 (GY-203) , 中昊晨光化工研究院有限公司;四乙氧基硅氧烷, 仙桃市蓝天化工有限责任公司;铂催化剂 (CAT-PL-56) , 日本信越公司;四甲基四乙烯环四硅氧烷, 上海华之润化工有限公司。
1.2 主要仪器设备
橡胶加工分析仪 (RPA200P) , 美国阿尔法公司。
1.3 交联与发泡反应特性研究
称取100份107硅橡胶、20份干燥后的硅藻土填料、10份含氢硅油交联剂和5份羟基硅油发泡助剂, 混合均匀。取一定量混合好的基础胶料, 加入等量的铂催化剂和抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷, 搅拌均匀, 快速称取1.6g样品于聚酯薄膜上, 并置于RPA2000P的测试夹具中, 测试设定温度下胶料体系的储能模量和压力变化, 研究脱氢型液体硅橡胶的交联与发泡反应特性及其动力学行为。
2 结果与讨论
2.1 脱氢型液体硅橡胶的交联与发泡反应特性
橡胶加工分析仪RPA2000P的样品夹具为一密闭腔体, 在测试过程中, 可以同时获得夹具中样品的黏度、扭矩、储能模量以及腔体的压力以及压力变化速率。以脱氢型液体硅橡胶制备泡沫材料时, 体系中主要原料包括端羟基聚二甲基硅氧烷、交联剂含氢硅油以及低分子量的发泡助剂多羟基硅油, 交联反应主要是端羟基聚二甲基硅氧烷与交联剂含氢硅油之间的脱氢反应, 会引起样品储能模量的变化, 两者之间的反应同时也是发泡反应, 会引起体系压力的变化, 而发泡助剂与含氢硅油之间的脱氢反应对压力变化的贡献更大。因此, 通过RPA200P研究脱氢液体硅橡胶的反应动力学时, 交联反应通过样品储能模量的变化来描述, 而氢气的产生反应及发泡反应可通过夹具中压力的变化来描述。图1为脱氢型液体硅橡胶在不同温度下发生等温硫化反应时储能模量与压力的变化趋势, 二者分别代表了样品的交联反应和发泡反应变化趋势。
图1不同温度下脱氢型液体硅橡储能模量 (a) 与压力 (b) 随反应时间的变化
如图1 (a) 所示, 脱氢型液体硅橡胶的硫化曲线可分为3个阶段:硫化诱导阶段、快速硫化阶段以及平坦硫化阶段。在硫化诱导阶段, 由于抑制剂作用, 硫化的反应速率很低, 储能模量基本不随时间发生明显地变化, 当抑制剂的抑制作用消失, LSR迅速地发生交联反应, 进入快速硫化阶段, 交联密度不断增加, 储能模量急剧上升, 随着反应的进行, 储能模量增大到一定的值后会基本不变, 进入平坦硫化阶段。由图可知, 温度对诱导硫化阶段有非常大的影响, 随温度的升高, 硫化诱导阶段明显缩短, 快速硫化阶段储能模量随时间的变化更快, 同时, 样品的最大储能模量也随硫化温度升高而增加, 由此说明, 尽管脱氢型液体硅橡胶可以在室温下进行硫化反应, 但升高温度除使反应更迅速外, 还有利于提高样品的硫化深度, 从而增加材料的模量和强度。
图1 (b) 所示压力随时间的变化反映了脱氢型液体硅橡胶的发泡反应特性。由图可看出, 脱氢型液体硅橡胶的发泡反应过程与硫化反应过程相似, 也可分为诱导阶段、压力快速增加阶段和压力缓慢增加阶段3个阶段, 但在其诱导阶段, 可以观察到压力随时间延长有明显的上升趋势, 即当反应一开始, 体系的压力便发生了明显的变化, 而在硫化曲线中, 在诱导期内储能模量几乎不发生变化。导致这一差异的主要原因是由于在配方体系中, 有小分子量的多羟基硅油, 其羟基含量高, 反应活性显著高于大分子量的端羟基聚二甲基硅氧烷, 基本不受抑制剂的影响, 因此, 当反应一开始, 羟基硅油中的羟基便能快速与含氢硅油反应释放出氢气, 导致压力的快速上升, 同时由于其分子量小, 它与交联剂的反应并不会引起体系黏度或储能模量的显著变化, 因此, 在硫化曲线中的诱导期, 储能模量几乎没发生变化。如图1 (b) 所示, 温度同样加快了发泡反应的速率, 随温度升高, 压力随时间的变化加剧, 但与硫化反应不同的是, 反应后期的压力随温度的增加而减小, 这主要是由于当反应温度更高时, 样品在反应后期的储能模量更大, 反应所产生的气体向外扩散或膨胀需要克服更大的阻力, 从而使得反应后期的压力随样品储能模量的增加而减小。
2.2 脱氢型液体硅橡胶的交联与发泡反应动力学
研究硅橡胶交联反应动力学常采用唯象法[2,4,5], 对于脱氢型液体硅橡胶, 按其反应现象可以将其中的反应分为交联反应和发泡反应, 其中, 交联反应导致体系的储能模量上升, 而发泡反应使得体系的压力发生变化, 因此, 对于t时刻的交联反应速率vc和发泡反应速率vp可分别按式 (1) 和式 (2) 计算。
式中, ac、af为交联反应与发泡反应的反应程度, 可分别按式 (3) 、式 (4) 计算。
式中, M0、Mt、Mmax与P0、Pt、Pmax分别为反应开始时、反应进行到t时刻以及反应完成时的储能模量与压力。
RPA2000P橡胶加工分析仪可以采集得到不同反应时间时体系的储能模量值和压力值, 根据式 (3) 和式 (4) 可计算出不同反应时刻的交联反应程度和发泡反应程度, 将反应程度对时间作图可得到图2。
图2等温交联反应程度 (a) 与发泡反应程度 (b) 与时间的关系
如图2所示, 无论是交联反应与发泡反应, 在反应初期, 反应程度随是时间迅速增大, 而在后期, 反应程度随时间的变化率逐渐减小, 具有典型的自催化反应特点, 因此, 脱氢型液体硅橡胶的交联与发泡反应动力学可以采用自催化反应动力学模型来描述, 见式 (5) 。
式中, a为反应程度;k1、k2反应速率常数;m、n为反应级数;通常, k1值都很小, 可以忽略不计, 因此式 (5) 可简化为式 (6) 。
根据式 (6) 可计算出等温反应过程中不同反应时刻的反应程度与反应速率, 将反应速率对反应程度作图 (图3) , 根据图中数据对方程 (6) 进行数学拟合可以求得k、m、n值, 如表1、表2所示。
交联反应与发泡反应的反应级数与绝对温度T的关系可分别表示为式 (7) 、式 (8) 。
根据阿累尼乌斯公式, 反应速率常数与反应活化能、反应温度存在关系, 见式 (9) 。
式中, k0为指前因子;Ea为反应活化能;R为气体常数;T为绝对反应温度。
对式 (9) 两边求对数, 可以得到式 (10) 。
根据表1、表2中数据, 将lnk对1/T作图, 可求得反应活化能和指前因子, 交联反应的活化能和指前因子分别为10.00kJ/mol、1.18×1014s-1, 发泡反应的活化能和指前因子分别为5.09kJ/mol、2.94×109s-1, 其中, 发泡反应的反应活化能低于交联反应的活化能, 这主要是由于反应体系中低分子量多羟基硅油的反应活性比端羟基聚二甲基硅氧烷高, 其参与发泡反应而对交联反应几乎没有贡献, 因此发泡反应的活化能较低。
将式 (7) 、 (8) 、 (9) 分别代入式 (6) , 可得到脱氢型液体硅橡胶的交联反应和发泡反应动力学方程, 分别如式 (11) 、式 (12) 所示。
3 结论
(1) 脱氢型液体硅橡胶的交联与发泡反应动力学均符合自催化反应动力模型, 在等温条件下, 其交联反应动力学方程为:vc=1.18×1014exp (-10.00/RT) a4.04-0.01T (1-a) 0.07T-18.06。
发泡反应动力学方程为:
(2) 低分子量多羟基硅油的反应活性较端羟基聚二甲基硅氧烷高, 是主要的脱氢发泡反应, 因此发泡反应的活化能比交联反应活化能高, 即温度变化对交联反应的影响更大。
摘要：采用橡胶加工分析仪 (RPA2000P) 对脱氢型液体硅橡胶的交联与发泡反应特性进行了分析, 并研究了不同温度下脱氢型液体硅橡胶的等温交联与发泡反应动力学过程, 得到了交联与发泡反应动力学方程。结果表明:脱氢型液体硅橡胶的交联反应与发泡反应具有典型的自催化反应特征, 自催化模型能够很好的描述其动力学过程。
关键词：液体硅橡胶,交联反应,发泡反应,自催化模型
参考文献
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液体硅橡胶 篇3
关键词：加成型液体硅橡胶,含氢硅油
加成型液体硅橡胶是司贝尔氢化反应在硅橡胶硫化中的一个重要发展与应用,其显著的特点是耐候性、耐高、低温性能、电性能优异,硫化时无低分子放出具有良好的生理惰性,广泛用于医疗、电子电器、航天航空等领域。
随着加成型硅橡胶的深入应用,对其性能的要求越来越高,而交联剂的变化对硅橡胶的力学性能起着决定性作用,Mark J E在研究聚二甲基乙烯基硅氧烷链末端的网络形态中提到生胶分子链中的乙烯基若是两个相邻或者若干个聚集在一起,即使加成反应完全,其弹性也仅相当于一个交联点的弹性。因此添加适当量的含氢硅油能使材料受到的外力通过集中交联点均匀分散在众多的分子链上从而显示出高强度的力学性能。
本实验就是以加入了MQ硅树脂的乙烯基胶料为基础物,通过对比不同结构、不同含量的交联剂(含氢硅油)对加成型液体硅橡胶性能的影响,寻求最佳配方。
一、实验
1.原料
乙烯基硅 油 : 乙烯基质 量分数 , 黏度4000~5000mm2/s,中昊晨光化工研究院、MQ树脂:乙烯基质量分数,2.0~3.5%,中昊晨光化工研究院、甲苯:工业级、含氢硅油(自制)、高活性铂络合物,中昊晨光化工研究院。
2.试样制备
乙烯基胶料制备:将100份乙烯基硅油、60份MQ树脂,70份甲苯加入配料釜,搅拌均匀,抽真空度脱甲苯,制得到乙烯基胶料(黏度:5000~6000mm2/s、乙烯基质量分数:2.9%)。
加成型液体硅橡胶的制备:按配方将乙烯基胶料、含氢硅油混合均匀制成A组份,将乙烯基胶料、高活性铂络合物混合均匀制成B组份。
B组份:称取3000g乙烯基胶料,加入0.15%的铂催化剂,搅拌、装瓶。
A组份:分别称取200g乙烯基胶料,加入不同含量的含氢硅油(加入量如下表1),搅拌、装瓶。
从表1可以看出,Si一H与Si一Vi比值增大,含氢硅油的加入量相应提高;Si一H与Si一Vi比值一定时,含氢量越大,加入量越少。
二、结果与讨论
1.不同含氢量的含氢硅油对硅橡胶物理性能的影响
表2当Si-H与Si-Vi比分别为1.5、1.25、1.05,含氢量分别为0.64%、0.87%和1.1%的含氢硅油对硅橡胶物理性能的影响。从上表2可以看出:Si-H与Si-Vi比值相同时,含氢硅油的含氢量与试样的拉伸强度和硬度成反比,与伸长率成正比。造成原因可能是:1交联后,高含氢量的分子链更长,柔顺性更好;2高含氢量的含氢硅油交联速度太快,分子链来不及形成完善的集中交联网络就已固定;3氢基含量较高时,在催化剂的作用下含氢硅油与胶料中含有的少量氢基或空气中的少量水份极易发生脱氢反应,产生气泡,因快速交联包封于胶料中。
在Si-H与Si-Vi比值为1.05时,试样的物理性能相对较低。可能是因为含氢硅油的加入量较少, Si-H比较分散,使得交联度降低,硫化较差或硫化不完全。
因此,Si-H与Si-Vi比值为1.25时,综合性能最优。
从上表中,我们还可以看出,含氢量为0.64%的含氢硅油中,随Si-H与Si-Vi比值增大,含氢硅油的加入量也就增大,其物理性能都有所提高,可能是由于Si-H分散在Si-Vi周围的密集度提高,加成反应几率增大,硫化更加完全。而为0.87%和1.1%的试样,其伸长率先增大后降低,可能是Si-H与自身发生副反应所造成。但加入含氢量更高(1.1%)的试样则硬度较低。因此,选择含氢量为0.87%的含氢硅油,试样物理性能最优。
2.不同含氢量的含氢硅油对硅橡胶电学性能的影响
从上表我们可以看出,加入不同含氢量的含氢硅油,其对介电系数的影响并不大,在Si-H与Si-Vi比值为1.25时,0.87%的试样的介质损耗角正切最小,电绝缘性较好。此比值下,其物理性能也最好。因此可以判断硅橡胶的介电常数与橡胶网络的交联完善性(或交联密度)密切相关。
三、结论
液体硅橡胶 篇4
本专利是关于一种能在纺织品上形成呼吸膜的液体硅橡胶 (LSR) 组合物及其制备过程。这种呼吸膜特别适用于无纺布、机织布、针织布和合成革。呼吸膜是指该膜能透过湿气 (水蒸汽) , 但不允许水滴渗透。
背景技术
液体硅橡胶在有机硅工业中是相当有名的, 它以液态存在, 通过固化可以形成有机硅弹性体。由于LSR具有很好的柔软性、手感和耐洗性, 已经应用于纺织品。LSR涂层纺织品, 如无纺布、机织布、针织面料和合成革, 适合用于服装服饰、鞋类、家具装潢 (如座椅、沙发等) 。
有机硅弹性体LSR涂层具有透气和防水这两种固有特性, 但是LSR涂层的透湿性还是不太好, LSR涂层服饰能防雨, 但不能让汗液湿气充分蒸发, 因此在服装上的应用仍不够理想。
本发明是通过改变LSR组分来实现的, 其组分包括:组分A:液态聚二有机硅氧烷, 每个聚硅氧烷分子至少含有两个烯基自由基;组分B:含氢硅油, 每个分子至少含有三个硅连接的氢原子;组分C:一种热膨胀的微粒;组分D:硅氢化催化剂;最好还含有组分E:一种增强助剂, 用于在纺织品 (如, 面料或合成革) 上固化或发泡形成LSR涂膜。
在US 5246973中LSR的组分含有一种热膨胀中空塑料微粒来提供硅橡胶发泡产品, 此产品在发泡过程中不分解产生任何有毒气体, 质轻且显示极好的耐热性和耐候性, 可以广泛用于汽车零件、密封、包装、衬垫、O型圈等等, 以及传统的硅橡胶泡沫。但本专利没有建议该可发泡的LSR组合物用于纺织品的涂层。
在US 5246973中LSR应用于气囊。这个组分含有诸如中空硅酸铝粉末、玻璃球、硅胶球、空心塑料球等球形粉末, 以减少气囊袋的表面涂膜的黏性。这些成分使得填充气体不能泄露。但该专利中并没有将LSR应用于需要有较高透湿性的纺织品上。
发明的具体描述
本专利是关于一种能在纺织品上形成呼吸膜的液体硅橡胶 (LSR) 组合物。这种呼吸膜特别适用于无纺布、机织布、针织布和合成革。其组分包括: (A) 100份 (质量份) 液态聚二有机硅氧烷, 其中每个分子至少含有两个烯基自由基; (B) 含氢硅油, 每个分子至少含有三个硅连接的氢原子, 且硅氢键与A组分中的烯基自由基的总摩尔比可从0.5∶1变化到20∶1; (C) 热膨胀的微粒占A、B、D、E总质量的0.1%到10%; (D) 硅氢化催化剂;最好还含有 (E) 增强填料。其质量占A组分质量的0%到50%。
本发明也说明了呼吸膜在纺织品上的制备过程, 特别是在无纺布、机织布、针织布和合成革上。此过程包括: (I) 上述的液态硅橡胶组合物的制备; (Ⅱ) 在纺织品上进行涂层; (Ⅲ) 对液体硅橡胶进行固化或发泡。
此发明同样提供了呼吸膜的制备, 特别是在无纺布、机织布或针织布、合成革上。首先制备上述LSR, 将LSR涂覆于纺织品上基材上, 同时加热液态硅橡胶到足以使热膨胀微粒膨胀的温度, 固化成膜。
组分A所说的含有烯基的聚硅氧烷组分, 每个聚硅氧烷分子至少含有两个烯基自由基, 其中首选的烯基自由基应包含2到10个碳原子, 如乙烯基, 烯丙基和5-己烯基。除此之外, A组分可以含有硅键合的有机基团, 通常是含有1到10个碳原子的一价饱和的碳氢自由基, 和不可被取代的或者可取代 (如卤素原子) 但取代物对组分的固化不影响的一价芳香族自由基, 首选的硅键合有机基团是烷基、甲基、乙基、丙基和卤代烷、3, 3, 3-三氟丙基和卤代苯基等。
A组分的分子结构通常是线性的, 但是, 由于三价硅氧烷链节的存在可能有一些支链。为了使此LSR固化达到一定程度的弹性, A组分分子质量应足够达到使其黏度达到0.1 Pa·s (25℃) 。A组分的分子质量的上限通常由LSR的可加工性决定。
A组分主要为在两个端基含有烯基自由基的聚硅氧烷, 通式表达为:
在式I中, 每个R’表示一个烯基自由基, 最好含有2到10个碳原子, 如乙烯基、烯丙基和5-己烯基。R’’不包含不饱和的烯烃, 特定的是来自含有1到10个碳原子的一价碳氢自由基, 和含有6到12个碳原子的一价芳香族自由基。R’’是不可被取代的或者可取代但取代物对固化无影响 (如卤素原子) 的一价芳香族自由基。R’’’是R’’或者R’。m代表聚合度, 此聚合度要使A组分在25℃黏度至少达到0.1 Pa·s, 最好是在0.1到300 Pa·s之间。在式I中R’’和R’’’最好都是甲基, 较好的方案是R’’和R’’’中至少有一个或绝大多数是甲基, 其余的是苯基或者3, 3, 3, -三氟丙基。这个方案的选择, 主要是基于反应的有效性, 决定于A组分聚硅氧烷的制备和固化含有聚硅氧烷的弹性体的预期性能。
A组分在链端含有乙烯基型的不饱和碳氢自由基, 可以是但不限于二甲基乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、二甲基乙烯基封端的聚甲基-3, 3, 3-三氟丙基硅氧烷、二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷-3, 3, 3-三氟丙基硅氧烷的共聚物, 和二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷共聚物。总的来讲, 25℃时A组分的黏度至少要有0.1 Pa·s, 最好是0.1到300 Pa·s。
B组分的含氢硅油, 作为固化A组分的交联剂, 它是通过前面所提到的D组分的催化作用来提高组分中的硅氢键与烯基分子的反应。B组分通常含有3个或3个以上的硅键合氢原子, 使得每个氢原子都能与烯基充分反应固化A组分而形成网状结构。根据LSR的固化反应, 我们能很容易想到A组分含有3个或3个以上的烯基时, 和含有两个硅键合氢原子的B组分可作为交联剂。
B组分的分子结构是没有任何特殊限制的, 它可以是直链、带支链的直链、或者环状结构。而且该组分的质量是没有特别限制的, 其黏度最好是在0.001到50 Pa·s (25℃) 之间, 这样是为了与A组分有很好的相容性。B组分最好是多一点, 使整个组分的硅键合氢原子与烯基自由基的摩尔比在0.5∶1到10∶1的范围, 当然最好是在1∶1到10∶1的范围。当摩尔比小于0.5∶1时是不能得到很好固化效果的。当摩尔比大于20∶1时在加热时固化使得硬度太大。
B组分包含但不限于三甲硅氧基封端的甲基含氢聚硅氧烷;三甲硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷-甲基含氢硅氧烷;二甲基含氢乙硅氧基封端二甲基硅氧烷-甲基含氢硅氧烷共聚物;二甲基硅氧烷-甲基含氢环硅氧烷共聚物;含有 (CH3) 2HSi O1/2和Si O4/2链节单元的共聚物和含有 (CH3) 2Si O1/2、 (CH3) 2HSiO1/2和Si O4/2链节单元的共聚物。
C组分热膨微胀胶囊, 是在热塑性树脂的球壳里含一种挥发性物质, 加热膨胀。这种热塑性树脂球壳的成分, 包括聚乙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丁二烯、氯丁橡胶和其它乙烯基聚合物和共聚物;尼龙6, 尼龙66, 和其他聚酰胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯, 聚甲醛, 和它们的混合物。以热膨胀微胶囊中的挥发性物质为例, 包括丁烷、异丁烷、丙烷和其他碳氢化合物, 甲醇、乙醇及其他醇类, 二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯和其他卤化烃;和乙醚、异丙醚、乙醚及其他醚。C组分微粒直径膨胀前最好在5.0~15μm范围内, 而膨胀后在5~50μm范围。如果颗粒直径小于5μm, 将没有良好的透水汽性, 如果超过5μm, 热塑性树脂空心球粉的强度削弱以至于制备液体硅橡胶基础组合物时会破裂。C组分的质量通常占A、B、D、E总质量的0.1%至10%。如果C的质量小于0.1%将没有很好的透水汽性, 如果C的质量超过10%则LSR的黏度将过高以至于难于处理且LSR固化涂膜后的外观难看。当然, C的质量最好在1%~5%。
固化LSR的硅氢化催化剂D的组成是金属元素铂所在族的金属, 或者它们的化合物。包括金属铂、钯和铑。根据这些催化剂催化硅氢化反应的活性, 首选是铂及其铂化合物。该催化剂首选包括铂、氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、氯铂酸与乙烯基不饱和化合物 (如烯烃、含乙烯基的不饱和含氢有机硅氧烷) 的络合物 (这在US 3419593中已有描述) 。
本发明的LSR中D组分的用量是铂族金属质量占A、B组分质量之和的百万分之0.1~500 mg/kg。上述A、B、D混合物能在室温下固化。为了使此LSR有更长的工作时间和储存有效期, 必须加入一定的抑制剂来抑制催化剂的活性。例如, 在US 3989887描述烷烯基取代的硅氧烷可作为抑制剂, 而环甲基乙烯基硅氧烷是首选。
抑制剂的用量与金属有相同的摩尔数, 可达到令人满意的贮存稳定性和固化效果。在其他情况下抑制剂的摩尔数高达500倍也是有可能的。
增强助剂E, 是为了LSR固化后得到高弹性这一特性。增强助剂可选择颗粒很细的二氧化硅。二氧化硅以及其他增强剂通常进行表面处理, 以提高在LSR中的相容性。超细硅粉是广受欢迎的增强助剂。胶体二氧化硅也是很受欢迎的, 因为它有较大的比表面积, 通常至少都是50 m2/g。在本发明中增强助剂的比表面积至少要200 m2/g。可以是沉淀二氧化硅或气相二氧化硅。
本发明的二氧化硅或者是其他补强剂的用量部分决定于固化反应预期的物理特性。增强助剂 (例如二氧化硅) 的用量通常为聚硅氧烷 (A组分) 质量的0~50%, 增强剂助的用量不能超过上述数量, 否则会使本发明LSR的黏度度达到300 Pa·s以上。该增强助剂可以采用任何低分子量的有机硅化合物作为处理剂, 以提高再加工性能。
此处理剂包括但不限制在每个分子中平均含有2~20个二有机硅氧烷重复单元的端羟基聚硅氧烷, 六甲基二有机硅氧烷, 六甲基二有机硅氮烷等等。六甲基二有机硅氮烷在水解的条件下能处理增强填料得到含有羟基的有机硅化合物。较好的是在当前的处理剂中至少有一部分硅键合氢原子与A、B组分的硅键合键合氢原子相当。少量的水可以加强处理剂处理二氧化硅的功效。未经处理的二氧化硅是最好的处理剂, 此时采用A组分来处理它是最好的。
此外, 本发明的LSR可能包含其他常规的组分, 例如颜料和染料。任何适用于硅橡胶涂层的, 不抑制硅氢固化加成反应的颜料或染料都能用于本实验。颜料和染料包括但不限于炭黑、钛白粉、铬黄、氧化铋钒氧化物等。其较好的配比是, 摩尔比在25∶75~70∶30之间, 颜料和染料宜分散于低黏度A组分聚硅氧烷中。
其他可选的配料包括, 例如, 非增强填料 (如硅藻土、石英粉、填料氧化铝和碳酸钙) , 阻燃剂, 热或紫外光稳定剂。
制备
这项发明的LSR可以在常温下通过添加和均匀搅拌混合所有成分容易得到。任何混合技术和现有技术所描述的设备可以用于此生产。特定设备的使用将由组分黏度和最后固化涂膜决定。合适的混合器包括但不限于桨式搅拌机、捏合式混频器和捏合机挤出机。
混合成分的顺序不是这个发明的关键。最好将本发明LSR所需的成分分成两份, 一份包括A、D、E, 另一份含有B, 如果需要的话加入E, 硅氢化反应催化剂的抑制剂是加到C组分的成分之一。然后这两部分在室温下混合, 从而得到本发明的LSR。
LSR的黏度也不是此发明的关键因素。为了让涂膜达到镜面效果, 黏度应在20~150 Pa·s (25℃) 。这项发明的LSR组合物, 可以用传统的方法, 例如流延法、浸渍法、层压法等涂覆到纺织品, 如无纺布、针织面料 (如棉花, 涤纶, 尼龙等) 、合成革上。层压工艺和流延法的涂层厚度为1~100μm。在10~30 s内要将涂膜从110℃加热到180℃。加热导致固化和发泡, 形成具有开孔的LSR涂膜。
实例
涂料组合物的A、B两部分的组成及其制备如下:
A组分:乙烯基硅氧烷1、气相二氧化硅、硅氮烷、硅氮烷2和水在一个高剪切混合机中混合搅拌1.0~2.0 h, 180℃真空下处理后冷却到室温得到均匀混合物。加入热膨胀微球、铂催化剂, 过滤, 得A组分。
B组分:由乙烯基硅氧烷1、乙烯基硅氧烷2、气相二氧化硅、硅氮烷和水在高剪切混合机中混合1.0~2.0 h, 180℃真空下处理后冷却到室温得到均匀混合物。加入含氢硅氧烷和抑制剂, 然后过滤, 得到B组分。
各成分的用量将在下表1说明。热膨胀微胶囊将在表2进行说明。热膨胀微胶囊的质量为由50%A组分与50%B组分组成的涂料组合物总质量的0.5%。
A, B组分混合涂覆在聚酯纤维纺织品上。涂覆前聚酯纤维纺织品要预热到110℃维持10 s, 将未固化涂层层压涂覆于塑料材片上, 然后150℃加热2 min, 从而固化、发泡。聚酯纤维纺织品上涂膜的厚度和质量 (g/m2) 在表3中说明。
LSR贝斯*是A与B的质量之和, 不包括热膨胀微胶囊的质量。这些单位是重量单位。**好的外观表示“看不见孔”。
液体硅橡胶 篇5
目前液体橡胶的平均数均分子量测定基本上都采用蒸汽压力渗透法, 即VPO法, 此法为消除聚合物间的缔合及聚合物与溶剂之间的相互作用, 需要测定几个浓度的分子量值, 然后再外推到无限稀释的值[4], 此过程操作繁琐, 耗时长, 如果操作技巧不熟练, 有时一个工作日都很难得到一个线性好, 数据准确的数均分子量, 更无从谈起分子量分布趋势以及分布宽度, 残存的单体和溶剂的含量也无法判断, 而用凝胶渗透色谱 (GPC) 便可解决以上问题, 很容易得到液体橡胶的数均 (Mn) 、重均 (Mw) 、Z均 (Mz) 分子量以及分子量分布曲线和分散系数值等表征物质性能的信息, 以便探索相对分子量及分布对液体橡胶加工应用性能的影响。
1 实验部分
1.1 仪器及试剂
仪器: PL-GPC 220高温凝胶渗透色谱仪 (英国PL公司) ;示差折光检测器;自动进样系统, cirrus数据处理软件。
试剂:四氢呋喃 (THF) 、HPLC级 (其水分含量<0.5%) ;聚苯乙烯标样 (英国PL公司提供) 。
1.2 色谱条件
色谱柱:PL gel 混合C型、D型、E型色谱柱串联;流动相:THF;流速:1.0mL/min;分析时间:45min;柱温:35℃
2 结果与讨论
2.1 色谱柱的选择
为准确测定液体橡胶分子量及分布, 并得到较好的分离效果, 根据其理论分子量范围及PL公司各种规格凝胶柱的相对分子量范围, 选用PL-C、PL-D和PL-E柱进行不同组合, 对同一批样品分析测试, 结果见图1。柱型组合类型见表1。
由图1和表1可见, 组合1得到分布曲线2, 说明对大分子尾端和小分子量部分均有较好的分离, 但主峰有托尾, 分布宽, 分散系数大 (PD=2.07) ;组合2得到分布曲线3, 峰形对称, 托尾现象消失, PD值相对变小 (PD=1.99) , 但大分子量部位没有得到很好的分离;组合3得到分布曲线1, 峰形与红色相近, 不可取;组合4得到分布曲线4, 虽主峰小分子尾端稍有托尾, 但大分子尾端突起明显, 小分子峰形对称, PD值适中 (PD=2.03) , 最能表征样品结构特征, 因此本方法选用了柱组合4作为液体橡胶分离的理想柱组合。
2.2 流动相和流速的选择
2.2.1 流动相选择
凝胶渗透色谱流动相选择的主要原则是该流动相对样品有良好的溶解性;且不与填料发生作用[5]。经试验, THF、三氯甲烷、苯、甲苯都对液体橡胶溶解性很好, 也不与聚苯乙烯凝胶填料发生作用;另一方面作为凝胶色谱的流动相, 还应具备粘度小, 沸点适中, 毒性小, 价格便宜, 与检测器相匹配等特点, 从表2所列四种溶剂的物性参数[6]可见, THF最适合作为本方法的流动相。
2.2.2 流速的选择
选择0.8、1.0、1.2mL/min进行试验, 见图2。发现在三种流速下分离效果差别不大, 但对分析时间影响很大, 对应的分析时间分别为60、45、35min, 考查一个分析方法的好坏, 不仅要有好的分离度和拄效, 分析效率也是需要考虑的因素之一。
如图2所示, 当流速为0.8、1.2mL/min时, GPC对大分子组分的分离度相差不大, 但对Mp=580组分的分离度不理想;当流速为1.0ml/min时, 对Mp=580组分的分离达到预期效果。
2.3 校正曲线的制作
选取聚苯乙烯系列标样 (第一组:Mp=162、2900、8100、31420;第二组:Mp=1050、4750、12830、63350;第三组:Mp=1480、5030、19760、170800) 配制适当浓度的标准溶液 (浓度范围1～2mg/mL) 在最佳色谱条件下进行测试, 用组分的保留时间对相对分子质量 (Mw) 作校正曲线, 见图3。
标准曲线方程为:LogMW=21.63-1.473X1+0.04269X2-0.0004602X3。
线性相关系数:-0.9957。
2.4 方法的准确度及重现性
2.4.1 准确度考察
用已知分子量和分散系数值的聚苯乙烯标样Mp =8450, PD=1.03配制一定浓度的溶液, 在标准曲线同等色谱条件下重复测试三次, 记录实测值MP和PD, 进行准确度计算。结果见表3。
从表3可见, PS-8450实测值与理论值非常接近, 相对误差远远小于凝胶渗透色谱允许误差 (小于20%) [7], 数据的相对标准偏差小于5%, 结果非常理想, 可见该方法准确可靠。
2.4.2 重现性考察
对同一批液体橡胶样品在与标准曲线同等条件下进行测试, 重复测定五次, 结果见表4。
表4可见, 五次测试色谱图重复性很好, 相对标准偏差小于1.17%。
2.5 实际样品相对分子质量及分布测定
在与标准曲线同等条件下对装置生产的十批液体橡胶样品进行相对分子量及分布进行测定。结果见表5。
3 结论
1) 本方法准确、快速, 重复性好, 已成功应用于液体橡胶的中试成品分析;
2) 通过部分样品GPC和VPO测定试验, 对于HTPB和CTPB样品的数均分子量, GPC结果约为VPO结果的2倍左右。
参考文献
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液体硅橡胶 篇6
液体橡胶作为一种合成橡胶的重要品种, 可直接制造密封胶和胶粘剂等产品, 不需复杂加工设备, 可连续生产, 节约投资;并可应用于电喷涂料及橡胶、树脂等改性剂。二烯类液体橡胶因其与天然橡胶、顺丁橡胶有良好的相容性, 可替代低分子油类作为这些橡胶的增塑剂或软化剂, 并在硫化过程中参与交联反应, 这种反应性增塑剂不会发生迁移、挥发, 也不会被溶剂抽出, 从而使硫化胶获得优良的物理机械性能和化学稳定性。目前二烯类液体橡胶主要采用自由基和阴离子聚合技术制备, 但聚合物的立构规整性不能得到有效的控制, 难以合成具有高顺-1, 4结构含量的聚合物。
中国科学院长春应用化学研究所长期致力于稀土催化体系的开发、高性能合成橡胶及特种橡胶制备技术的研究。目前该实验室以稀土催化体系制备出具有高顺-1, 4结构含量 (98%) 、窄分子量分布指数 (Mw/Mn=1.1/1.4) 的液体聚丁二烯和聚异戊二烯, 聚合物的分子量可根据需要加以调控。该类液体橡胶由于其高顺-1, 4结构含量, 其制品具有更为优异的弹性及耐寒性。相关制备技术日前获国家发明专利授权。