液体硅橡胶是一种以聚硅氧烷为基础络合物,硅氧键为主链的有机硅弹性体,具有导热性能良好、力学性能优异、抗老化、绝缘等一系列特点,在电子元器件密封、管道密封、建筑、医疗设备、键盘及婴儿用品等领域得到广泛应用,随着社会发展,功能性单一的液体硅橡胶已经无法满足市场需求,具有良好化学稳定性的多功能性液体硅橡胶越来越受到社会关注。聚硅氮烷是分子主链含有硅氮键的一类聚合物。与聚硅氧烷相比,聚硅氮烷具有高化学反应活性,耐热温度高。但由于缺少高分子量线型聚硅氮烷的合适制备方法,聚硅氮烷潜在应用价值远没有得到有效开发。在过去10余年中,作为制备氮化硅和硅碳氮陶瓷前驱体的重要原料,聚硅氮烷合成得到了科技界重视。聚硅氮烷作为有机硅聚合物的重要组成部分,是一种很好的硅氮类有机化合物补强填料,本文以聚硅氮烷作为补强填料,合成耐热型液体硅橡胶,为多功能性液体硅橡胶的合成提供一定的理论依据。本论文利用硅氮烷热力学性质,以设计的分子结构为目标物,阴离子催化开环合成n-甲基聚硅氮烷,以合成产物为补强填料,碱性催化剂作用下,进行定向合成与结构表征,合成结构规整的高分子量n-甲基聚硅氮烷液体硅橡胶,进而探讨高分子量聚硅氮烷对液体硅橡胶耐热性能的影响。本文主要研究内容过程如下:首先,通过二甲基二氯硅烷和氨水在氨气氛围下,以高纯度甲苯作为反应试剂,合成低分子量八甲基环四硅氮烷;根据硅氮键夹角和分子空间进行聚硅氧烷分子结构设计及可控合成,以三氯化钌作催化剂,六甲基二硅氮烷锂盐作引发剂,采用阴离子开环聚合的方法催化开环八甲基环硅氮烷,利用红外、核磁两种分子结构分析方法表征催化开环产物,对不同实验条件下催化开环产物进行对比、分析,探讨在不同温度、不同反应时间以及不同离子催化开环条件下,八甲基环硅氮烷离子开环聚合效率,从中选出较佳结构进行下一步硅橡胶交联反应;其次,以聚硅氧烷为基础络合物,依次添加不同比例自制聚硅氮烷合成液体硅橡胶,研究影响硅橡胶耐热性能的各种因素,进而探讨聚硅氮烷作为液体硅橡胶补强填料,其分子结构、添加比例对室温液体硅橡胶热力学性质和耐热性能的影响,为合成具有良好耐热性能的n-甲基聚硅氮烷液体硅橡胶提供了一定的理论依据;最后,利用ir、nmr、gpc、dsc、tg等表征分子结构和测试聚合物耐热性能,探究硅氮烷产物结构与硅橡胶耐热性能关系,获得了比硅橡胶热分解温度≥100℃的新型硅氧烷-硅氮烷嵌段共聚物,为开发具有良好热稳定性新型多功能性硅橡胶的合成提供技术支持。通过以上实验设计、结构表征、性质分析得出:二甲基二氯硅烷和氨水在氨气氛围下,以高纯度甲苯作为反应试剂,可以合成八甲基环四硅氮烷,表征聚合产物结构与设计结构基本吻合,实验聚合产物分子量较低;160℃条件下,八甲基环四硅氮烷为反应单体,三氯化钌为催化剂,六甲基二硅氮烷锂盐为引发剂,发生环硅氮烷阴离子催化开环反应,表征离子催化开环产物分子结构,为链状规整结构,与设计结构基本吻合;八甲基环硅氧烷作为反应单体,依次添加四甲基四乙烯基环硅氧烷、四甲基四苯基环硅氧烷、N-甲基聚硅氮烷,在高温条件下以碱性催化剂持续催化聚合,室温常压下冷却,得到无色、透明液体硅橡胶;液体硅橡胶的耐热性和热力学性质随着N-甲基聚硅氮烷含量的增加而逐渐增强,并呈现良好的正相关性,N-甲基聚硅氮烷添加比例依次为0%、5%、10%、15%的液体硅橡胶,最大热失重速率温度分别280℃、387.5℃、425℃、443.75℃,当N-甲基聚硅氮烷添加比例达到20%,液体硅橡胶由于本体粘度过大结胶,呈固态状,综合分析,适当比例N-甲基聚硅氮烷可以有效提高液体硅橡胶耐热性能和热力学稳定性。