聚硅氧烷聚丙烯酸甲酯互穿聚合物网络阻尼材料的制备与性能表征

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1、武汉理上火学硕士学位论文摘要乖论文制备了聚二甲基硅氧烷与聚丙烯酸甲酯的序列半互穿聚合物网络，其巾聚硅氧烷为交联结构，采用粘度分别为3300Pa·s和7000Pa·s两个品种，聚丙烯酸甲酯为线性聚合物。通过多种现代测试手段研究了IPN结构、反应机理、热分解动力学、阻尼性能和微观形态。红外光谱仪对聚硅氧烷和IPN固化前后的化学结构的分析表明，反应按照各自机理进行，丙烯酸甲酯与聚硅氧烷之间没有发生化学反应，说明反应具备iPN形成的基本条件。在热分解动力学研究中，通过在两种气氛中，分别以5、10、15和20℃／mjnUq种升温速率条件下，采用TO—DTG联动测试，IPN材料在3

2、50℃开始热分解。热分解速率存在两个峰值，一个分解峰值在400℃～420℃之间，另’个在500。C～540℃之间，这与[PN结构中包含两组分相对应，同时发现当缓慢升温时，特别是在空气气氛中，两个分解峰减弱，热分解趋向于一个连续过程。发现在氮气气氛中的残留物重为3％，而在空气下为15％，这是因为聚硅氧烷在氮气中分解成环三硅氧烷挥发了，而在空气中形SiO：。采用Doyle方程对第一”个峰进行数学分析，发现其热分解过程满足⋯级反应方程式，在氮气气氛中的分解活化能小于在空气中的活化能，分别为147，405kJ．moll和192．656kj．mol～，说明空气中的氧气参与了复杂的

3、反应。高分子阻尼材料的有效阻尼功能区是在IPN材料的L区间内，而研究常温条件下的阻尼性能更具有重要应用价值，运用动态热机械分析(D凇)仪对IPN阻尼材料进行表征，在5℃～180℃内对其损耗因子(tan6)进行研究，发现引发剂和交联荆的用量、聚硅氧烷的用量和分子量等参数对IPN阻尼性能的影响较大，存在一个合理配比值，当PMA与粘度为3300Pa·S的PDMS之比(质量比)为1．17：1、交联剂用量为1％时，tan6最大值为0．735，大于0．3的温域差达到46℃。然后通过两种扫描电镜在微米层次对微观结武汉理工大学硕士学位论文构进行分析，发现聚硅氧烷呈连续相，聚丙烯酸酯以球

4、状分布于连续相中，这是凼为聚丙烯酸甲酯是线性聚合物，而且聚硅氧烷与聚丙烯酸酯的溶解度参数榈差很大。另外，本论文还通过XPS电子能谱仪对IPN材料的表层和内层的化学元素C、Si、0进行分析，发现表层与内层中的三种元素的含量并不相同，也没有规律可循，说明在形成IPN结构过程中，由于两相相容性不～致，它们的微运动趋向于两相分离，同时发现引发剂用量和反应速度对元素分布影响较人。关键词：聚硅氧烷、聚丙烯酸甲酯、互穿聚合物网络、阻尼材料、微观形态结构、阻尼性能热分解II武汉理工大学硕士学位论文AbstractInthispaper,InterpenetratingPolymerNe

5、tworks(IPN)basedonPolysiloxane(PDMS)andPoly(methylacrylate)(PMA)werepreparedbyusingMAmonomerandtWOtypesofPDMS，whichviscositieswere3300Pa’Sand7000Pa·Srespectively．PDMSwascrosslinkedbytetraethylorthosilicate．IPNSstructure，thereactionmechanism，thermaldecompositionkinetics，thedmnpingproperti

6、esandthemorphologyofPDMS／PMAIPNwereinvestigatedbyaseriesofmodemtestingtechnology．ThevulcanizationreactionoftheIPNandPDMSwasdeterminedbytheFouriertransfc}rminfrared(FT．IR)．Themeehanismofthevulcanizationdid'tchange．nochemicalreactionbetweentheMAandthePDMSappeared．Thermogravimetricanalysisa

7、theatingrates5，10，15and20。C／minwasusedtostudythedecompositionkineticsofthePDMS／PMAIPNinN2andinAirbyusing7I'GandDTGandtheupperlimitofthetemperaturewas700。C．ItwasfoundthatIPNbegantOdecompositeat350。C．Theprocessofthethermaldegradationwasmultiplesteps，thecurveoftherateoftherm