2024年5月27日发(作者：苌鸿羲)
第17卷第4期
2000年8月
应用化学
CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY
Vol.17No.4
Aug.2000
聚醚接枝聚硅氧烷共聚物改进
环氧树脂表面性能的研究
孙秀武 黄 英
余云照
(分子科学中心,中国科学院化学研究所 北京100080)
摘 要 通过氢硅烷化反应制备了聚醚接枝聚硅氧烷共聚物,将它与环氧树脂共混,研究了共聚
物的结构与用量对改性环氧树脂固化物的微观形态与表面性能的影响.结果表明,引入聚硅氧烷
明显降低了环氧树脂的静摩擦系数,增大了其对水的接触角.共聚物中接枝聚醚链段的结构与聚
醚含量以及环氧树脂中共聚物的加入量是影响改性环氧树脂的微观形态与表面性能的最重要因
素.表面组成的XPS分析表明,聚硅氧烷链段在材料表面明显富集,从而大大降低了环氧树脂的
静摩擦系数,增大了对水的接触角.
关键词 聚醚接枝聚硅氧烷,环氧树脂,共混改性,形态,表面性能
中图分类号:
O
631
*
聚二甲基硅氧烷分子之间的作用力很小,因而具有表面能低易于向基质表面迁移的特
性
[1]
.将它引入有机高分子如环氧树脂、尼龙及各种热塑性高分子,可明显降低它们的摩擦系
数,改善材料的加工成型性能
[2～6]
.由于聚硅氧烷与有机高分子的溶度参数相差很大,二者互
[2]
不相容,难于分散.为了改善相容性,MacGrath等在聚硅氧烷的两端引入氨基,通过氨基与
环氧基的反应将聚硅氧烷以球形微区分散在环氧树脂连续相中.此法能使环氧树脂的摩擦系
数明显降低
[4～6]
.本文合成了与环氧树脂有良好相容性但无反应性的不同结构的聚醚接枝聚
硅氧烷共聚物,将它们与环氧树脂共混,研究了聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的结构与加入量对改
性环氧树脂的微观形态与表面性能的影响,用XPS测定了聚硅氧烷改性环氧树脂的表面组
成.
1 实验部分
1.1 试 剂
环氧树脂为Epon828,ShellChemicalCo.产品.4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM),乙醇重结
晶.双-三甲硅氧封端的二甲基甲基氢聚硅氧烷共聚物(简称甲基氢聚硅氧烷),实验室自制.
T-烯丙基-k-羟基环氧乙烷与环氧丙烷共聚物(简称烯丙基单封端聚醚),南京金陵石化公司塑
料厂.1%的铂氯酸在异丙醇中的溶液.
1.2 聚醚接枝聚硅氧烷共聚物和聚硅氧烷改性环氧树脂固化物的制备
聚醚接枝聚硅氧烷共聚物由甲基氢聚硅氧烷与烯丙基单封端聚醚以烯基与
Si
—
H
的摩尔
比为1.2∶1混合,以甲苯为溶剂,在6×10
-5
g
/
g
的
Pt
(以
Pt
对反应物总量计)催化剂存在
下,N
2
气氛中在90～100℃进行氢硅烷化反应来制备.减压除去溶剂后,产物用
1
HNMR测
定,结果表明
Si
—
H
基已完全反应.
1999-12-29收稿,2000-04-10修回
354
CH
3
CH
3
Si
CH
3
(
O
CH
3
Si
CH
3
)
n
(
O
应用化学 第17卷
CH
3
Si
)
m
O
CH
3
SiCH
3
CH
3
)
a
(CH
2
CHO
H
b
(
CH
2
)
3
CH
3
O CH
2
CH
2
O
所制备的聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的平均组成见表1.
Tab.1 Thecompositionofpolyether-g-polysiloxanecopolymers
No.
#
1
-
n
42
42
42
92
90
88
86
82
-
m
6
6
6
6
8
10
12
16
-
a
29
21
12
21
21
21
21
12
-
b
17
16
31
16
16
16
16
31
----
T
=b/(a+b)(molarfraction)k(polyether)/%(incopolymers)
37
44
72
44
44
44
44
72
82
79
82
64
71
78
82
74
2
3
#
#
#
4
5
#
6
#
7
#
8
#
---
*
Theexpermentvaluesfor
-
nandmaregenerallyinaccordancewiththeexpectedones
;
aandbareobtainedfrom
1
HNMRmeasurements.
将环氧树脂与一定量的聚醚接枝聚硅氧烷共聚物混合均匀(共混物的份数均相对于100
份环氧树脂而言),于90℃搅拌3h后,趁热加入具有与环氧树脂的环氧基等摩尔的N—H基
的DDM,搅拌溶解,混合均匀后,趁热浇铸在自制的硅橡胶模具中,于150℃固化3h.
1.3 样品的表征
聚硅氧烷改性环氧树脂固化物断面的微观形态采用HitachiS-530SEM进行观察和照
相.试样的平面/平面滑动摩擦系数的测定采用对摩面为0.8mm厚的洁净的载玻片,使用前
预先用等离子体处理20min.试样为直径3.5mm、高5mm的圆柱体.测定试样在特定载荷
(1189
g
)下开始滑动所需的拉力.静摩擦系数
_
s
=拉力/载荷.每个样品测定5次,取平均值.
样品表面对水的接触角采用协和科学株式会社CA-D型接触角测量仪测定,每个样品测定3
次,取平均值.聚硅氧烷改性环氧树脂固化物表面的组成使用英国Kratos公司制造的ES-300
电子能谱仪测定.以
Mg
作为
X
射线靶,射线功率1.5
MV
/
A
,样品室压力为1.33×10
-7
Pa
,
能量扫描宽度为25eV,扫描速度为0.1eV/s.
2 结果与讨论
2.1 聚硅氧烷改性环氧树脂的微观形态
聚醚接枝聚硅氧烷共聚物中聚醚链的结构对改性环氧树脂固化物断面微观形态的影响见
图1.共聚物1,2与3具有不同的聚醚链结构.由SEM照片可见,聚硅氧烷改性环氧树脂
是两相体系,随聚醚链中氧化丙烯单元摩尔分数的增加,与环氧树脂的相容性变差,导致环氧
树脂中聚醚接枝聚硅氧烷共聚物微区平均粒径明显增大.
图2为含有不同的聚醚质量分数的聚醚接枝聚硅氧烷共聚物(4
～7
)所改性的环氧树
脂固化物断面的
SEM
照片.由图2可见,共聚物中聚醚质量分数低于65%,与环氧树脂相容
性差,聚醚接枝聚硅氧烷共聚物分散相的粒径大增至4.5μm以上,试样表面出现漂油的现
象.当聚醚质量分数提高至70%左右,分散相平均粒径明显减小至1.5μm以下;继续增加共
聚物中的聚醚质量分数,分散相的粒径无明显的变化.
##
###
第4期孙秀武等:聚醚接枝聚硅氧烷共聚物改进环氧树脂表面性能的研究 355
Fig
.1
Effectofpolyetherchainonthemorphologyofthemodifiedepoxyresin
-
T
fora,bandcare37%,44%and72%,respectively(seeTab.1)
SEMmicrographsofthemodifiedepoxyresinwithdifferentpolyethercontentsincopolymerFig
.2
a.64%;b.71%;c.78%;d.82%
共聚物的加入量对改性环氧树脂的微观形态也有重要影响.加入量过多,由于分散相粒
子相互聚集导致粒径过大,体系难以稳定,样品表面出现漂油.
2.2 聚硅氧烷改性环氧树脂的表面性能
聚醚接枝聚硅氧烷共聚物中聚醚链的氧化丙烯摩尔分数对改性环氧树脂的静摩擦系数与
接触角的影响见表2.表2中的数据表明,聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的加入可明显降低环氧树
脂的静摩擦系数.其影响程度与共聚物中聚醚链的氧化丙烯摩尔分数密切相关.增加聚醚链
Tab.2 Theeffectofpolyetherchainstructureonthestaticfriction
coefficientandcontactangleofthemodifiedepoxyresins
*
CpolymerNo.
Unmodifiedresin
#
1
#
2
#
3
Polyetherchainstructure
----
T
=b/(a+b)(molarfraction)
-
37
44
72
Staticfrictioncoefficient
0.58
0.47
0.35
0.29
Contactangletowards
water(degree)
68
78
90
110
*
10partsofcopolymersin100partsofepoxyresin.
356应用化学 第17卷
中氧化丙烯摩尔分数使环氧树脂的静摩擦系数明显降低,同时使其对水的接触角提高.当氧
化丙烯摩尔分数增至72%时,对水的接触角高达110°.正象在图1中所表明的,增加共聚物中
聚醚链的氧化丙烯摩尔分数,降低了共聚物与环氧树脂基体的相容性,从而增强了聚硅氧烷向
表面迁移和在表面铺展的能力.聚硅氧烷在表面富集程度增大,导致环氧树脂的静摩擦系数
明显降低,对水的接触角显著增大.
##
图3表明了聚醚接枝聚硅氧烷共聚物(4
～7
)的聚醚含量对改性环氧树脂的静摩擦系
数与接触角的影响.共聚物中聚醚含量的增加,由于增大了共聚物与环氧树脂的相容性,牵制
了共聚物中聚硅氧烷链段向表面迁移,从而导致环氧树脂静摩擦系数的升高及对水接触角的
减小.
Fig.3 Influenceofpolyethercontentin
copolymersonstaticfrictioncoefficient
andcontactangleofthemodifiedepoxyresin
Fig.4 Effectofcopolymerlevelon
staticfrictioncoefficientand
contactangleofmodifiedepoxyresin
#
图4给出了8聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的加入量对改性环氧树脂的静摩擦系数与接触
角的影响.随共聚物加入量的增加,聚硅氧烷改性环氧树脂的静摩擦系数迅速下降,当加入量
达8份时,静摩擦系数已降低至0.3.随共聚物加入量的继续增加,材料的静摩擦系数继续降
低,但降低速度减缓.另一方面,聚硅氧烷改性环氧树脂对水的接触角随共聚物加入量的增加
开始急剧升高.当共聚物的加入量达8份时,接触角已达101°,继续增加共聚物的加入量,改
性环氧树脂的接触角基本保持不变.这表明聚醚接枝聚硅氧烷共聚物在环氧树脂中的加入量
达8份时,聚硅氧烷链段在环氧树脂表面的铺展已达饱和.但材料的静摩擦系数不仅与其表
面能有关,而且还与改性环氧树脂表面与亚表面层的剪切强度有关.随共聚物加入量的继续
增加,迁移至环氧树脂表面与亚表面层中的聚硅氧烷含量增加,导致材料表面的剪切强度降
低,从而减小了运动的阻力,降低了摩擦系数
2.3 聚硅氧烷改性环氧树脂的表面组成
#
表3列出了用16份的8聚醚接枝聚硅氧烷共聚物改性的环氧树脂固化物表面的硅原子
[4]
.
数分数Si/(Si+O+C)与Si/(Si+O+C+N)的XPS测定结果.结果表明,用聚醚接枝聚硅氧
烷共聚物改性的环氧树脂固化物表面及亚表面层的硅原子数分数大大高于按固化物的平均化
学组成所计算的值(0.60),而且比按聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的化学组成所计算的值(5.70)
还要高得多.这证明了在环氧树脂固化物的表面层的至少5nm的厚度范围内聚硅氧烷链段
明显富集.由不同的光电子发射角所得到的光电子能谱数据可估计组成的深度分布.越接近
改性环氧树脂的表面(如发射角为5°),
Si
/(
Si
+
O
+
C
)值越高,说明聚硅氧烷链段的富集程度
越高.正是聚硅氧烷在树脂表面的高度富集导致了聚硅氧烷改性环氧树脂固化物的表面性质
第4期孙秀武等:聚醚接枝聚硅氧烷共聚物改进环氧树脂表面性能的研究 357
的巨大改变.
ThesurfacecompositionsofmodifiedepoxyresinTab
.3
Si
/(
Si
+
O
+
C
),%
°
ByXPS
,
take
-
offangle
5
°
ByXPS
,
take
-
offangle
90
8.66
6.07
+
N
),%
Si
/(
Si
+
O
+
C
8.60
5.99
参 考 文 献
1 NollW,kandLondon:AcademicPress,
1968:444
2 TranC,YilgorI,MacGrathJE,aterSciandEng,1983,49:498
3 YorkgitisEM,WilkesGL,MacGrathJE,aterSciandEng,1983,49:503
4
HuTY
,
EissNS
,
MacGrathJE
,
etal
.
PolymMaterSciandEng
,1983,49:508
5
EissNS
,
CrichosH
.
Wear
,1986,111:347
6 590630,1994
SurfacePropertiesofEpoxyResinsModifiedby
Polyether-graftedPolysiloxanes
SUNXiu-Wu,HUANGYing,YUYun-Zhao
(
CenterofMolecularSciences
,
InstituteofChemistry
,
ChineseAcademy
ofSciences,Beijing100080)
Abstract
Polyether
-
g
-
polysiloxanecopolymerswerepreparedthroughhydrosilylationand
usedasamodifierforepoxyresin
.
Theresultsindicatedthatthestaticfrictioncoefficientof
thecuredepoxyresinwaseffectivelyreducedbytheincorporationofthecopolymers,andthe
phologyandsurfacepropertiesofthecured
epoxyresindependedmainlyonthestructureandcontentofpolyetherchainsinthegraft
copolymers,facecompositionofthecured
uggestedthatremarkableenrichmentofthe
polysiloxanechainonthesurfaceofthecuredepoxyresinwasresponsibleforthe
improvementofthesurfaceproperties
.
Keywords polyether-g-polysiloxane,epoxyresin,modification,morphology,surfacepro-
perty
*
2024年5月27日发(作者：苌鸿羲)
第17卷第4期
2000年8月
应用化学
CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY
Vol.17No.4
Aug.2000
聚醚接枝聚硅氧烷共聚物改进
环氧树脂表面性能的研究
孙秀武 黄 英
余云照
(分子科学中心,中国科学院化学研究所 北京100080)
摘 要 通过氢硅烷化反应制备了聚醚接枝聚硅氧烷共聚物,将它与环氧树脂共混,研究了共聚
物的结构与用量对改性环氧树脂固化物的微观形态与表面性能的影响.结果表明,引入聚硅氧烷
明显降低了环氧树脂的静摩擦系数,增大了其对水的接触角.共聚物中接枝聚醚链段的结构与聚
醚含量以及环氧树脂中共聚物的加入量是影响改性环氧树脂的微观形态与表面性能的最重要因
素.表面组成的XPS分析表明,聚硅氧烷链段在材料表面明显富集,从而大大降低了环氧树脂的
静摩擦系数,增大了对水的接触角.
关键词 聚醚接枝聚硅氧烷,环氧树脂,共混改性,形态,表面性能
中图分类号:
O
631
*
聚二甲基硅氧烷分子之间的作用力很小,因而具有表面能低易于向基质表面迁移的特
性
[1]
.将它引入有机高分子如环氧树脂、尼龙及各种热塑性高分子,可明显降低它们的摩擦系
数,改善材料的加工成型性能
[2～6]
.由于聚硅氧烷与有机高分子的溶度参数相差很大,二者互
[2]
不相容,难于分散.为了改善相容性,MacGrath等在聚硅氧烷的两端引入氨基,通过氨基与
环氧基的反应将聚硅氧烷以球形微区分散在环氧树脂连续相中.此法能使环氧树脂的摩擦系
数明显降低
[4～6]
.本文合成了与环氧树脂有良好相容性但无反应性的不同结构的聚醚接枝聚
硅氧烷共聚物,将它们与环氧树脂共混,研究了聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的结构与加入量对改
性环氧树脂的微观形态与表面性能的影响,用XPS测定了聚硅氧烷改性环氧树脂的表面组
成.
1 实验部分
1.1 试 剂
环氧树脂为Epon828,ShellChemicalCo.产品.4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM),乙醇重结
晶.双-三甲硅氧封端的二甲基甲基氢聚硅氧烷共聚物(简称甲基氢聚硅氧烷),实验室自制.
T-烯丙基-k-羟基环氧乙烷与环氧丙烷共聚物(简称烯丙基单封端聚醚),南京金陵石化公司塑
料厂.1%的铂氯酸在异丙醇中的溶液.
1.2 聚醚接枝聚硅氧烷共聚物和聚硅氧烷改性环氧树脂固化物的制备
聚醚接枝聚硅氧烷共聚物由甲基氢聚硅氧烷与烯丙基单封端聚醚以烯基与
Si
—
H
的摩尔
比为1.2∶1混合,以甲苯为溶剂,在6×10
-5
g
/
g
的
Pt
(以
Pt
对反应物总量计)催化剂存在
下,N
2
气氛中在90～100℃进行氢硅烷化反应来制备.减压除去溶剂后,产物用
1
HNMR测
定,结果表明
Si
—
H
基已完全反应.
1999-12-29收稿,2000-04-10修回
354
CH
3
CH
3
Si
CH
3
(
O
CH
3
Si
CH
3
)
n
(
O
应用化学 第17卷
CH
3
Si
)
m
O
CH
3
SiCH
3
CH
3
)
a
(CH
2
CHO
H
b
(
CH
2
)
3
CH
3
O CH
2
CH
2
O
所制备的聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的平均组成见表1.
Tab.1 Thecompositionofpolyether-g-polysiloxanecopolymers
No.
#
1
-
n
42
42
42
92
90
88
86
82
-
m
6
6
6
6
8
10
12
16
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a
29
21
12
21
21
21
21
12
-
b
17
16
31
16
16
16
16
31
----
T
=b/(a+b)(molarfraction)k(polyether)/%(incopolymers)
37
44
72
44
44
44
44
72
82
79
82
64
71
78
82
74
2
3
#
#
#
4
5
#
6
#
7
#
8
#
---
*
Theexpermentvaluesfor
-
nandmaregenerallyinaccordancewiththeexpectedones
;
aandbareobtainedfrom
1
HNMRmeasurements.
将环氧树脂与一定量的聚醚接枝聚硅氧烷共聚物混合均匀(共混物的份数均相对于100
份环氧树脂而言),于90℃搅拌3h后,趁热加入具有与环氧树脂的环氧基等摩尔的N—H基
的DDM,搅拌溶解,混合均匀后,趁热浇铸在自制的硅橡胶模具中,于150℃固化3h.
1.3 样品的表征
聚硅氧烷改性环氧树脂固化物断面的微观形态采用HitachiS-530SEM进行观察和照
相.试样的平面/平面滑动摩擦系数的测定采用对摩面为0.8mm厚的洁净的载玻片,使用前
预先用等离子体处理20min.试样为直径3.5mm、高5mm的圆柱体.测定试样在特定载荷
(1189
g
)下开始滑动所需的拉力.静摩擦系数
_
s
=拉力/载荷.每个样品测定5次,取平均值.
样品表面对水的接触角采用协和科学株式会社CA-D型接触角测量仪测定,每个样品测定3
次,取平均值.聚硅氧烷改性环氧树脂固化物表面的组成使用英国Kratos公司制造的ES-300
电子能谱仪测定.以
Mg
作为
X
射线靶,射线功率1.5
MV
/
A
,样品室压力为1.33×10
-7
Pa
,
能量扫描宽度为25eV,扫描速度为0.1eV/s.
2 结果与讨论
2.1 聚硅氧烷改性环氧树脂的微观形态
聚醚接枝聚硅氧烷共聚物中聚醚链的结构对改性环氧树脂固化物断面微观形态的影响见
图1.共聚物1,2与3具有不同的聚醚链结构.由SEM照片可见,聚硅氧烷改性环氧树脂
是两相体系,随聚醚链中氧化丙烯单元摩尔分数的增加,与环氧树脂的相容性变差,导致环氧
树脂中聚醚接枝聚硅氧烷共聚物微区平均粒径明显增大.
图2为含有不同的聚醚质量分数的聚醚接枝聚硅氧烷共聚物(4
～7
)所改性的环氧树
脂固化物断面的
SEM
照片.由图2可见,共聚物中聚醚质量分数低于65%,与环氧树脂相容
性差,聚醚接枝聚硅氧烷共聚物分散相的粒径大增至4.5μm以上,试样表面出现漂油的现
象.当聚醚质量分数提高至70%左右,分散相平均粒径明显减小至1.5μm以下;继续增加共
聚物中的聚醚质量分数,分散相的粒径无明显的变化.
##
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第4期孙秀武等:聚醚接枝聚硅氧烷共聚物改进环氧树脂表面性能的研究 355
Fig
.1
Effectofpolyetherchainonthemorphologyofthemodifiedepoxyresin
-
T
fora,bandcare37%,44%and72%,respectively(seeTab.1)
SEMmicrographsofthemodifiedepoxyresinwithdifferentpolyethercontentsincopolymerFig
.2
a.64%;b.71%;c.78%;d.82%
共聚物的加入量对改性环氧树脂的微观形态也有重要影响.加入量过多,由于分散相粒
子相互聚集导致粒径过大,体系难以稳定,样品表面出现漂油.
2.2 聚硅氧烷改性环氧树脂的表面性能
聚醚接枝聚硅氧烷共聚物中聚醚链的氧化丙烯摩尔分数对改性环氧树脂的静摩擦系数与
接触角的影响见表2.表2中的数据表明,聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的加入可明显降低环氧树
脂的静摩擦系数.其影响程度与共聚物中聚醚链的氧化丙烯摩尔分数密切相关.增加聚醚链
Tab.2 Theeffectofpolyetherchainstructureonthestaticfriction
coefficientandcontactangleofthemodifiedepoxyresins
*
CpolymerNo.
Unmodifiedresin
#
1
#
2
#
3
Polyetherchainstructure
----
T
=b/(a+b)(molarfraction)
-
37
44
72
Staticfrictioncoefficient
0.58
0.47
0.35
0.29
Contactangletowards
water(degree)
68
78
90
110
*
10partsofcopolymersin100partsofepoxyresin.
356应用化学 第17卷
中氧化丙烯摩尔分数使环氧树脂的静摩擦系数明显降低,同时使其对水的接触角提高.当氧
化丙烯摩尔分数增至72%时,对水的接触角高达110°.正象在图1中所表明的,增加共聚物中
聚醚链的氧化丙烯摩尔分数,降低了共聚物与环氧树脂基体的相容性,从而增强了聚硅氧烷向
表面迁移和在表面铺展的能力.聚硅氧烷在表面富集程度增大,导致环氧树脂的静摩擦系数
明显降低,对水的接触角显著增大.
##
图3表明了聚醚接枝聚硅氧烷共聚物(4
～7
)的聚醚含量对改性环氧树脂的静摩擦系
数与接触角的影响.共聚物中聚醚含量的增加,由于增大了共聚物与环氧树脂的相容性,牵制
了共聚物中聚硅氧烷链段向表面迁移,从而导致环氧树脂静摩擦系数的升高及对水接触角的
减小.
Fig.3 Influenceofpolyethercontentin
copolymersonstaticfrictioncoefficient
andcontactangleofthemodifiedepoxyresin
Fig.4 Effectofcopolymerlevelon
staticfrictioncoefficientand
contactangleofmodifiedepoxyresin
#
图4给出了8聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的加入量对改性环氧树脂的静摩擦系数与接触
角的影响.随共聚物加入量的增加,聚硅氧烷改性环氧树脂的静摩擦系数迅速下降,当加入量
达8份时,静摩擦系数已降低至0.3.随共聚物加入量的继续增加,材料的静摩擦系数继续降
低,但降低速度减缓.另一方面,聚硅氧烷改性环氧树脂对水的接触角随共聚物加入量的增加
开始急剧升高.当共聚物的加入量达8份时,接触角已达101°,继续增加共聚物的加入量,改
性环氧树脂的接触角基本保持不变.这表明聚醚接枝聚硅氧烷共聚物在环氧树脂中的加入量
达8份时,聚硅氧烷链段在环氧树脂表面的铺展已达饱和.但材料的静摩擦系数不仅与其表
面能有关,而且还与改性环氧树脂表面与亚表面层的剪切强度有关.随共聚物加入量的继续
增加,迁移至环氧树脂表面与亚表面层中的聚硅氧烷含量增加,导致材料表面的剪切强度降
低,从而减小了运动的阻力,降低了摩擦系数
2.3 聚硅氧烷改性环氧树脂的表面组成
#
表3列出了用16份的8聚醚接枝聚硅氧烷共聚物改性的环氧树脂固化物表面的硅原子
[4]
.
数分数Si/(Si+O+C)与Si/(Si+O+C+N)的XPS测定结果.结果表明,用聚醚接枝聚硅氧
烷共聚物改性的环氧树脂固化物表面及亚表面层的硅原子数分数大大高于按固化物的平均化
学组成所计算的值(0.60),而且比按聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的化学组成所计算的值(5.70)
还要高得多.这证明了在环氧树脂固化物的表面层的至少5nm的厚度范围内聚硅氧烷链段
明显富集.由不同的光电子发射角所得到的光电子能谱数据可估计组成的深度分布.越接近
改性环氧树脂的表面(如发射角为5°),
Si
/(
Si
+
O
+
C
)值越高,说明聚硅氧烷链段的富集程度
越高.正是聚硅氧烷在树脂表面的高度富集导致了聚硅氧烷改性环氧树脂固化物的表面性质
第4期孙秀武等:聚醚接枝聚硅氧烷共聚物改进环氧树脂表面性能的研究 357
的巨大改变.
ThesurfacecompositionsofmodifiedepoxyresinTab
.3
Si
/(
Si
+
O
+
C
),%
°
ByXPS
,
take
-
offangle
5
°
ByXPS
,
take
-
offangle
90
8.66
6.07
+
N
),%
Si
/(
Si
+
O
+
C
8.60
5.99
参 考 文 献
1 NollW,kandLondon:AcademicPress,
1968:444
2 TranC,YilgorI,MacGrathJE,aterSciandEng,1983,49:498
3 YorkgitisEM,WilkesGL,MacGrathJE,aterSciandEng,1983,49:503
4
HuTY
,
EissNS
,
MacGrathJE
,
etal
.
PolymMaterSciandEng
,1983,49:508
5
EissNS
,
CrichosH
.
Wear
,1986,111:347
6 590630,1994
SurfacePropertiesofEpoxyResinsModifiedby
Polyether-graftedPolysiloxanes
SUNXiu-Wu,HUANGYing,YUYun-Zhao
(
CenterofMolecularSciences
,
InstituteofChemistry
,
ChineseAcademy
ofSciences,Beijing100080)
Abstract
Polyether
-
g
-
polysiloxanecopolymerswerepreparedthroughhydrosilylationand
usedasamodifierforepoxyresin
.
Theresultsindicatedthatthestaticfrictioncoefficientof
thecuredepoxyresinwaseffectivelyreducedbytheincorporationofthecopolymers,andthe
phologyandsurfacepropertiesofthecured
epoxyresindependedmainlyonthestructureandcontentofpolyetherchainsinthegraft
copolymers,facecompositionofthecured
uggestedthatremarkableenrichmentofthe
polysiloxanechainonthesurfaceofthecuredepoxyresinwasresponsibleforthe
improvementofthesurfaceproperties
.
Keywords polyether-g-polysiloxane,epoxyresin,modification,morphology,surfacepro-
perty
*