Page 54 - 《橡塑技术与装备》2019年24期（12月下半月塑料）
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橡塑技术与装备（塑料）                            CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT (PLASTICS)




                      聚二甲基硅氧烷杂化材料的合成及


                                                   性能研究


                                                           甘璐
                                ( 江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西  南昌  330001)


                     摘要 ： 溶胶凝胶方法一般是金属醇盐在酸或碱的催化条件下水解缩合制备高纯度材料的一种方法。电纺法是聚合物溶液或熔
                  体借助高压静电作用进行喷射拉伸而获得超细或纳米级纤维的一种纺丝方法。本文综合两种方法，制备 PDMS/SiO 2 -TiO 2 抽丝纤
                  维和 PDMS/SiO 2 电纺纤维。制备 PDMS/SiO 2 杂化纤维，以正硅酸乙酯为原料，采用溶胶凝胶法制备了硅溶胶，再加入 PDMS
                  溶液，通过静电纺丝制备 PDMS/SiO 2 杂化纤维膜。通过加入不同量的正硅酸乙酯，来比较 PDMS/SiO 2 杂化纤维膜的可电纺性能
                  的改变及 PDMS/SiO 2 杂化纤维膜杂化纤维的平均直径的大小变化趋势。制备 PDMS/SiO 2 -TiO 2 抽丝纤维，以正硅酸乙酯和钛酸
                  四丁酯为原料，通过溶胶 - 凝胶法制备 Si-Ti 溶胶，随后再加入聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 溶液，通过提拉法制备 PDMS/SiO 2 -
                  TiO 2 抽丝纤维。在制备 PDMS/SiO 2 -TiO 2 杂化纤维时，加入不同量的正硅酸乙酯和钛酸四丁酯，比较 PDMS/SiO 2 -TiO 2 杂化纤
                  维的平均直径的变化趋势。
                     关键词 ： 静电纺丝 ；杂化纤维 ；直径大小 ；溶胶 - 凝胶法 ；表征分析
                     中图分类号 ： TQ325.1                                文章编号 ： 1009-797X(2019)24-0038-07
                     文献标识码 ： B                                      DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.24.007


                 PDMS 是一种羟基封端的 聚硅氧烷，由于 Si—                     组成比例来测试实验中这些条件的改变对 PDMS/SiO 2
             O—Si 链结构具有较大的链角与链长，故不易结晶，                         杂化材料纤维可电纺性及纤维形态的影响。
             透气性好，具有良好的耐热性              [1] 。将 PDMS 与 SiO 2        以聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 为有机相，正硅酸乙
             杂化，可以消除凝胶转化过程中产生的应力，抑制脆                           酯 (TEOS) 和钛酸四丁酯 (TBT) 为无机相，通过拉提
                                                               法制备 PDMS/SiO 2 -TiO 2 杂化纤维。改变无机相与有
             裂，同时材料还具有优异的力学性能。再引入 TiO 2
             到 PDMS/SiO 2 电纺纤维中，可以加强 PDMS/SiO 2 -              机相的比例，制备不同无机相有机相之比的 PDMS/
             TiO 2 纤维的光学性能。以羟基封端的聚二甲基硅氧烷                       SiO 2 -TiO 2 杂化纤维样品，得出不同的无机相与有机
             (PDMS) 低聚物为有机组分，正硅酸乙酯 (TEOS)为                     相之比对 PDMS/SiO 2 -TiO 2 杂化纤维的制备过程中的
                                                               溶胶 - 凝胶时间、最大可拉丝长度和可拉丝时间的影
             无机原料，用溶胶凝胶法和电纺法制备了 PDMS/SiO 2
             电纺纤维    [2~5] 。电纺纤维连续、外径均匀、表面光滑                   响规律。固定 PDMS 和 TEOS 的比例，改变 Si:Ti 比例，
             平整，并且形成一块完整的纤维毡，可望在全光学通                           判断硅钛比对 PDMS/SiO 2 -TiO 2 杂化纤维的制备过程
             讯、全光学计算机及信息处理等方面得到广泛的应用。                          中溶胶 - 凝胶时间、可拉丝时间及最大可拉丝长度的
             PDMS/ SiO 2 —TiO 2 纤维则是通过提拉法来制备的。                 影响。通过对样品进行图像分析光学显微镜、傅里叶
                 本文的主要研究内容 ：采用溶胶凝胶法以 TEOS                      红外光谱仪、热重分析仪和紫外光谱仪等检测，确定
             为前驱体制备了二氧化硅溶胶，并进行了静电纺丝，                           无机相与有机相之比、Si:Ti 比例对 PDMS/SiO 2 -TiO 2
             探讨了不同溶胶成份及配比对其电纺性能和形态的影                           杂化纤维的形态、组成的影响。
             响。改变有机相与无机相的比例，通过静电纺丝制备
             出不同组成的 PDMS/SiO 2 杂化材料纤维膜。通过光学                    1 实验部分
             图像分析显微镜、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪及                           1.1 实验原料
             扫描电子显微镜等仪器对 PDMS/SiO 2 杂化材料纤维膜                        主要实验试剂见表 1。
             进行形态、分子结构的分析。讨论最佳形态的 PDMS/
             SiO 2 杂化材料纤维的有机相与无机相之比，找出溶胶
                                                                  作者简介 ：甘璐 (1988-)，女，本科，中级工程师，主要
             可电纺性最佳 TEOS:PDMS 的体积比例。在本次试验                      从事建筑材料研究及检测工作。
             中，通过改变实验条件及实验中各种其他无机组分的                              收稿日期 ：2019-09-25

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