硅橡胶的烯烃复反应课件.doc

（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）： 1．项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。附主要参考文献目录）； 1.1 项目的研究意义 橡胶材料是重要的战略物资，橡胶工业是我国国民经济的支柱产业之一。随着相关产业的发展，对橡胶制品的性能提出了越来越高的要求，如耐高温、耐低温、耐油、耐化学介质等。在众多的橡胶材料中，硅橡胶因为其独特的性能特点脱颖而出，在汽车、电器和电子、建筑、医疗卫生、食品工业航空、航天等国防军工高新科技领域[1-2]。 分子主链为无机的-Si-O-结构，侧基为甲基、乙烯基或苯基等有机基团，具有主链键能高键长和键角大、分子间作用力弱特点兼具有机聚合物和无机材料的特性，硫化胶具有耐高低温耐电绝缘性能表面能低物理机械性能稳定[-7]等特点。 作为非极性橡胶，硅橡胶的主要缺点是耐油性，极大限制了其应用。硅橡胶可在-100℃-250℃长期使用，是目前使用温度范围最宽的橡胶材料。硅橡胶在室温下的物理机械性能比其它橡胶低，但在150℃以上高温时，其物理机械性能高于其它橡胶。硅橡胶在高温和低温环境下的压缩永久变形也比其它橡胶低很多，适合各种密封。耐油性的方法主要有两类，一是共混改性二是化学改性。就目前的技术水平而言，无论是国际还是国内，都无法大幅降低氟硅橡胶的成本，价格过高是限制氟硅橡胶发展的重要因素。 烯烃复分解反应是通过金属卡宾实现两个不同烯烃之间碳一碳双键两端基团互换的反应[8]，如图1所示，是合成新的含碳碳双键（C=C）有机化合物的重要手段。 图1 烯烃复分解反应示意图 它具有合成路线短、副产物少、反应效率高、生产过程对环境友好等特点，特别符合“绿色化学”的要求。它的发现极大地拓展了人们在构造有机化合物骨架时的想象空间，使得许多复杂分子的合成变得轻而易举，所以一经发现就展现出广阔的应用前景，受到了学术界和工业界的极大重视[9]。经过化学家们的不懈努力，烯烃复分解反应由最初的偶然发现，到机理研究，再到理论指导下的催化剂结构优化，现在已经成为有机化学和高分子化工应用中的有力武器。 利用烯烃复分解反应人们已经合成出了许多结构新颖的小分子有机化合物，并将其用于特殊结构高分子的合成与改性。本项目拟利用甲基乙烯基硅橡胶中的乙烯基与极性烯烃分子中双键间的烯烃复分解反应，以化学键合的方式将极性基团引入到硅橡胶结构中，力图以此解决硅橡胶的耐油性问题。该方法具有以下优点： 1）由于硅橡胶的主链中不含双键，烯烃复分解反应不会影响硅橡胶的主链结构，因此可以在不影响与硅橡胶主链结构有关的耐高低温、耐老化等宝贵性能的同时，有效提高其耐油性。 2）这种改性方法具有可控性，表现在：① 通过控制硅橡胶中的乙烯基含量可以调节引入极性基团的数量以调节硅橡胶的耐油性；② 由于极性烯烃中极性基团的多样性，可以“量身订制”地在硅橡胶中引入不同的极性基团，满足不同的耐油场合需要。改性后的硅橡胶可以单独使用，也可以作为“订制增容剂”改善硅橡胶与极性橡胶的相容性，如硅橡胶与丙烯腈、硅橡胶与丙烯酸酯的改性产物可以分别作为硅橡胶与（氢化）丁腈橡胶、硅橡胶与丙烯酸酯橡胶共混物的增容剂，从而提高极性和非极性聚合物共混时的相容性；③ 以适当的含双键的极性聚合物进行改性，还可以得到两者的接枝聚合物。 1.2 国内外研究现状分析及存在的问题 1.2.1硅橡胶改性的研究进展 1. 硅橡胶的共混改性 为改善硅橡胶耐油性，通常与耐油性较好的橡胶共混氟橡胶是一种耐热性、耐化学品和耐油性极好的橡胶，它的主要缺点是耐低温性能差与耐低温耐高温性的硅橡胶共混可以发挥各自的优点，达到各项性能的综合平衡。日本JSR公司和Grafrene公司分别开发出JSK JENIX F系列[]、X-36-100U系列FE301U 系列[11]的硅橡胶/氟橡胶共混胶具有优良的耐热性、耐寒性、耐油性、耐水性和耐性，而且价格相对较低硅橡胶性175-200℃的高温，硫化胶可在150℃油温下长期使用；耐油性则仅次于氟橡胶和高丙烯腈含量的丁腈橡胶，特别耐含硫、氯等元素的极压型润滑油ACM和硅橡胶共混，可获得耐热性、耐低温性和耐油性之间的平衡。日本JSR公司硅橡胶ACM的混容性及共硫化开发了JSR JENIX A 系列胶[]，这是一类耐热性、耐寒性、耐油性等综合性能优良的80% 以上用于汽车工业 硅橡胶/乙烯-醋酸乙烯酯橡胶共混改性EVM尤其是VA含量较高的EVM硫化胶具有优异的耐热性、耐臭氧性、耐低温性、耐天侯老化性及耐油性能，VA 含量 80％的 EVM 的耐油性能差不多相当于 CAN（丙烯腈）30-34%的高耐油丁腈橡胶的耐油水平，近年来在电缆、胶辊、家用电器及汽车橡胶配件等产品上得到广泛应