硅烷偶联剂修饰下SiO₂-甲基乙烯基硅橡胶分子界面的粘结性

来源期刊：复合材料学报2020年第12期

论文作者：王成江 范正阳 赵宁 周文戟

关键词：硅烷偶联剂;修饰;二氧化硅-甲基乙烯基硅橡胶分子界面;粘结性;分子动力学模拟;

摘    要：纳米SiO₂掺杂已经成为提升甲基乙烯基硅橡胶（MVSR）性能的有效方法,但是纳米SiO₂容易发生团聚现象,将其直接掺到MVSR基体中时,纳米SiO₂难以在MVSR基体中分散,从而造成SiO₂-MVSR分子界面粘结效果不佳、分子界面存在缺陷等不利影响,进而无法实现提升MVSR性能的目的。为了提升SiO₂-MVSR分子界面的粘结性,使纳米SiO₂在MVSR基体中更易分散,本文构建了未修饰和KH550、KH560、KH570、KH792四种硅烷偶联剂修饰下的SiO₂-MVSR分子界面模型,并对模型进行结构优化和分子动力学计算。通过比较不同模型中分子界面的结合能、粘结深度和粘结热稳定性的变化规律,从分子结构角度分析硅烷偶联剂修饰下SiO₂-MVSR分子界面粘结性提升的原因。研究表明:提升SiO₂-MVSR分子界面粘结性的关键在于优选硅烷偶联剂的非水解基团,当非水解基团中与MVSR分子链相同的化学键占比越大,包含电负性较强原子的数量越多时,修饰后SiO₂-MVSR分子界面粘结性的提升效果就越好,同时,硅烷偶联剂较长的链长与较大的相对分子质量也会对粘结性的提升起到一定帮助。