含氟有机硅材料的制备及性能研究
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1 氟改性有机硅材料的性质及用途
1 . 1 含氟聚合物材料的特点 氟改性的有机聚合物同时包含了有机氟化物
与有机高分子材料的特点，这 主 要 是 F原子与构成 聚 合 物 的其他原子如C、H、0 、Si等 相 比 ，具有以下 的特点：
1)F原 子 的 极 化 率 非 常 低 ，因此含氟高聚物材 料绝缘性好、介电常数低且透光好；
2019年第25卷 第 1期 化工生产与技术
Chemical Production and Technology
•1 •
含氟有机硅材料的制备及性能研究
苏 锦 华 、 伍 川 、 瞿 志 荣 、 郑 鸿 达 ％ 冯 钦 邦 2, 谌 绍 林 2, 董 红 1‘ (1.杭 州 师 范 大 学 ，有 机 硅 化 学 及 材 料 技 术 教 育 部 重 点 实 验 室 ，氟硅精细化学品与材料制造协同创新中心,
的 选 择 性 透 过 性 能 ，因 此 有 机 硅 聚 合 物 具 有 不 错 的 透 气 性 。 由 于 侧 链 的 有 机 官 能 团 可 自 由 地 绕 Si_C
键 旋 转 ,因此低温下聚硅氧烷仍可保持良好的机械
力学性能[1]。 有 机 硅 材 料 除 了 具 有 耐 高 低 温 和 透 气 性 外 ，还
有 诸 多 的 特 性 ，比如憎水绝缘性能好、化学稳定性 好 、表面张力低等等,使得有机硅材料的综合性能 远 远 好 于 其 他 的 高 分 子 材 料 ，因 此 有 机 硅 材 料 已 从 早期的“工业味精”变成重要的先进高分子材料，在 工 业 生 产 和 国 民 经 济 各 个 领 域 得 到 广 泛 应 用 ，例 如 ，线性的低黏度聚硅氧烷可在工业领域用作导热 油 、高 真 空 扩 散 泵 油 及 医 疗 卫 生 行 业 的 赋 形 油 ，长 链 或 支 链 的 聚 硅 氧 烷 可 用 作 机 械 工 业 的 润 滑 油 、防 震油和阻尼油等等等。国民经济生产中各个方面 如 机 械 、医 药 、医疗 、轻 工 业 、农 业 、电子电气、建筑 等 几 乎 都 离 不 开 聚 硅 氧 烷 ，聚 硅 氧 烧 不 仅 已 成 为 国 民 经 济 生 产 和 生 活 中 的 命 脉 之 一 ，也 是 助 推 国 民 经 济健康发展的关键因素之一'
苏锦华等含氟有机硅材料的制备及性能研究
氟化工
和 润 滑 性 能 ；当部分 甲 基 被 苯 基 取 代 时 ，苯基赋予 有机硅材料更加优异的耐高温与耐辐照性能的同 时 ，可 显 著 改 善 有 机 硅 材 料 的 折 光 率 ，使得苯基有 机 硅 材 料 在 LED等光学器件封装领域具有重要应 用 。但无论是全甲基的有机硅材料，还是部分乙基 或 苯 基 取 代 的 有 机 硅 材 料 ，均 不 具 备 耐 油 性 ，在柴 油 、航 空 煤 油 、溶 剂 汽 油 等 溶 剂 浸 溃 下 ，上述有机 硅材料将迅速溶胀，同时失去原有的机械力学性 能 [3]。为提高有机硅材料对 各 类 油 品 的 承 受 能 力 ， 氟原子通常以甲基三氟丙基官能团的形式引入到 聚 硅 氧 烷 侧 链 ，由 此 衍 生 出 含 氟 有 机 硅 材 料 这 一 重 要的改性有机硅材料[4]〇
及 有 机 硅 材 料 ，含氟有机娃材料的研究开发起步较晚，大多数研究尚停留在实验室小
试 阶 段 ，商品化的含氟有机娃材料有限，难以满足社会经济发展对宽使用温域及高性
能 的 疏 水 与 耐 油 性 能 材 料 的 巨 大 需 求 ， 因 此 研 究 开 发 含 氟 硅 橡 胶 、含 氟 硅 树 脂 及 含 氟
硅 油 等 产 品 并 实 现 其 产 业 化 ，是 氟 娃 先 进 高 分 子 材 料 未 来 的 发 展 趋 势 。
关 键 词 聚 鞋 氧 烷 ；含氟聚合物；含氟聚娃氧烷；改 性 ；共聚
中图分类号 TQ324.2+1 文献标识码 A
DOI 10.3969/j.issn.l006-6829.2019.01.003
众所周知,聚硅氧烷是工业上最早合成并得以 应用的高分子材料之一。20世纪四五十年代，伴随 着 航 空 以 及 军 事 领 域 对 材 料 的 巨 大 要 求 ，聚硅 氧 烷 随 之 得 到 快 速 发 展 。之 后 ，经 过 科 研 人 员 多 年 的 “深 根 细 作 ”，聚 硅 氧 烷 目 前 不 仅 仅 大 规 模 应 用 于 军 事 、航 空 、现代工业和新材料等领域,而且深入到日 常 生 活 的 方 方 面 面 ，作 为 重 要 的 化 工 高 分 子 新 材 料 在国民经济各个领域都发挥出举足轻重的角色。
杭 州 311121 ;2.宜昌科林桂材料有限公司，湖 北 宜 昌 443799)
摘要叙述了有机氟改性有机硅聚合物的制备方法、改性的氟硅聚合物产品的结构与
性能以及国 内 外 研 究 进 展 。含氟 聚 娃 氧 烷 结 合 了 含 氟 聚 合 物 和 有 机 硅 聚 合 物 的 优 点 ，
具 有 表 面 张 力 低 、介 电 常 数 小 及 优 异 的 耐 溶 剂 、耐 油 及 耐 酸 碱 等 性 质 ，在 纺织物整 理 、抗水拒油、脱模、润滑以及涂料涂装等领域具有广泛的用途。相对于有机氟材料
聚硅氧烷的基础结构为：
Me
――Si— 0 —
|ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
」W o
Me
聚硅氧烷是由重复的Si_ 0 _ Si结构单元构成
的 高 分 子 聚 合 物 ，由 于 Si_ 0 键 的 键 能 远 远 大 于 C 一0 键 的 键 能 ，由此赋予了聚硅氧烷非常好的耐
高温性能;另一方面，由于_ Si_ 0 键对〇2具有独特
位 于 Si_ 0 _ Si链段的侧链且与Si原子直接相 连的有机官能团的种类决定了聚硅氧烷的物理化 学性质。侧基全部为甲基时,聚硅氧烷的结构具有 有机硅材料典型的物理化学性质;当部分甲基被乙 基 取 代 时 ，乙基赋予有机硅材料更为优异的耐低温
基 金项目：浙江省公益技术应用研究项目（2017C31107) *通讯联系人。电子邮件: donghongl686@hotmail.com 收稿日期:2018-11-25
1 . 1 含氟聚合物材料的特点 氟改性的有机聚合物同时包含了有机氟化物
与有机高分子材料的特点，这 主 要 是 F原子与构成 聚 合 物 的其他原子如C、H、0 、Si等 相 比 ，具有以下 的特点：
1)F原 子 的 极 化 率 非 常 低 ，因此含氟高聚物材 料绝缘性好、介电常数低且透光好；
2019年第25卷 第 1期 化工生产与技术
Chemical Production and Technology
•1 •
含氟有机硅材料的制备及性能研究
苏 锦 华 、 伍 川 、 瞿 志 荣 、 郑 鸿 达 ％ 冯 钦 邦 2, 谌 绍 林 2, 董 红 1‘ (1.杭 州 师 范 大 学 ，有 机 硅 化 学 及 材 料 技 术 教 育 部 重 点 实 验 室 ，氟硅精细化学品与材料制造协同创新中心,
的 选 择 性 透 过 性 能 ，因 此 有 机 硅 聚 合 物 具 有 不 错 的 透 气 性 。 由 于 侧 链 的 有 机 官 能 团 可 自 由 地 绕 Si_C
键 旋 转 ,因此低温下聚硅氧烷仍可保持良好的机械
力学性能[1]。 有 机 硅 材 料 除 了 具 有 耐 高 低 温 和 透 气 性 外 ，还
有 诸 多 的 特 性 ，比如憎水绝缘性能好、化学稳定性 好 、表面张力低等等,使得有机硅材料的综合性能 远 远 好 于 其 他 的 高 分 子 材 料 ，因 此 有 机 硅 材 料 已 从 早期的“工业味精”变成重要的先进高分子材料，在 工 业 生 产 和 国 民 经 济 各 个 领 域 得 到 广 泛 应 用 ，例 如 ，线性的低黏度聚硅氧烷可在工业领域用作导热 油 、高 真 空 扩 散 泵 油 及 医 疗 卫 生 行 业 的 赋 形 油 ，长 链 或 支 链 的 聚 硅 氧 烷 可 用 作 机 械 工 业 的 润 滑 油 、防 震油和阻尼油等等等。国民经济生产中各个方面 如 机 械 、医 药 、医疗 、轻 工 业 、农 业 、电子电气、建筑 等 几 乎 都 离 不 开 聚 硅 氧 烷 ，聚 硅 氧 烧 不 仅 已 成 为 国 民 经 济 生 产 和 生 活 中 的 命 脉 之 一 ，也 是 助 推 国 民 经 济健康发展的关键因素之一'
苏锦华等含氟有机硅材料的制备及性能研究
氟化工
和 润 滑 性 能 ；当部分 甲 基 被 苯 基 取 代 时 ，苯基赋予 有机硅材料更加优异的耐高温与耐辐照性能的同 时 ，可 显 著 改 善 有 机 硅 材 料 的 折 光 率 ，使得苯基有 机 硅 材 料 在 LED等光学器件封装领域具有重要应 用 。但无论是全甲基的有机硅材料，还是部分乙基 或 苯 基 取 代 的 有 机 硅 材 料 ，均 不 具 备 耐 油 性 ，在柴 油 、航 空 煤 油 、溶 剂 汽 油 等 溶 剂 浸 溃 下 ，上述有机 硅材料将迅速溶胀，同时失去原有的机械力学性 能 [3]。为提高有机硅材料对 各 类 油 品 的 承 受 能 力 ， 氟原子通常以甲基三氟丙基官能团的形式引入到 聚 硅 氧 烷 侧 链 ，由 此 衍 生 出 含 氟 有 机 硅 材 料 这 一 重 要的改性有机硅材料[4]〇
及 有 机 硅 材 料 ，含氟有机娃材料的研究开发起步较晚，大多数研究尚停留在实验室小
试 阶 段 ，商品化的含氟有机娃材料有限，难以满足社会经济发展对宽使用温域及高性
能 的 疏 水 与 耐 油 性 能 材 料 的 巨 大 需 求 ， 因 此 研 究 开 发 含 氟 硅 橡 胶 、含 氟 硅 树 脂 及 含 氟
硅 油 等 产 品 并 实 现 其 产 业 化 ，是 氟 娃 先 进 高 分 子 材 料 未 来 的 发 展 趋 势 。
关 键 词 聚 鞋 氧 烷 ；含氟聚合物；含氟聚娃氧烷；改 性 ；共聚
中图分类号 TQ324.2+1 文献标识码 A
DOI 10.3969/j.issn.l006-6829.2019.01.003
众所周知,聚硅氧烷是工业上最早合成并得以 应用的高分子材料之一。20世纪四五十年代，伴随 着 航 空 以 及 军 事 领 域 对 材 料 的 巨 大 要 求 ，聚硅 氧 烷 随 之 得 到 快 速 发 展 。之 后 ，经 过 科 研 人 员 多 年 的 “深 根 细 作 ”，聚 硅 氧 烷 目 前 不 仅 仅 大 规 模 应 用 于 军 事 、航 空 、现代工业和新材料等领域,而且深入到日 常 生 活 的 方 方 面 面 ，作 为 重 要 的 化 工 高 分 子 新 材 料 在国民经济各个领域都发挥出举足轻重的角色。
杭 州 311121 ;2.宜昌科林桂材料有限公司，湖 北 宜 昌 443799)
摘要叙述了有机氟改性有机硅聚合物的制备方法、改性的氟硅聚合物产品的结构与
性能以及国 内 外 研 究 进 展 。含氟 聚 娃 氧 烷 结 合 了 含 氟 聚 合 物 和 有 机 硅 聚 合 物 的 优 点 ，
具 有 表 面 张 力 低 、介 电 常 数 小 及 优 异 的 耐 溶 剂 、耐 油 及 耐 酸 碱 等 性 质 ，在 纺织物整 理 、抗水拒油、脱模、润滑以及涂料涂装等领域具有广泛的用途。相对于有机氟材料
聚硅氧烷的基础结构为：
Me
――Si— 0 —
|ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
」W o
Me
聚硅氧烷是由重复的Si_ 0 _ Si结构单元构成
的 高 分 子 聚 合 物 ，由 于 Si_ 0 键 的 键 能 远 远 大 于 C 一0 键 的 键 能 ，由此赋予了聚硅氧烷非常好的耐
高温性能;另一方面，由于_ Si_ 0 键对〇2具有独特
位 于 Si_ 0 _ Si链段的侧链且与Si原子直接相 连的有机官能团的种类决定了聚硅氧烷的物理化 学性质。侧基全部为甲基时,聚硅氧烷的结构具有 有机硅材料典型的物理化学性质;当部分甲基被乙 基 取 代 时 ，乙基赋予有机硅材料更为优异的耐低温
基 金项目：浙江省公益技术应用研究项目（2017C31107) *通讯联系人。电子邮件: donghongl686@hotmail.com 收稿日期:2018-11-25