新型無機(jī)填料增強(qiáng)-改性高溫硫化硅橡膠的性能研究.pdf

1、有機(jī)硅橡膠是以Si-O-Si為主鏈、有機(jī)基團(tuán)（如甲基、苯基、乙烯基等）為側(cè)鏈的線型聚硅氧烷經(jīng)過硫化交聯(lián)形成的彈性體。由于聚硅氧烷特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，大分子鏈之間作用力很弱，純聚硅氧烷交聯(lián)后形成的硅橡膠力學(xué)性能很差，幾乎沒有實(shí)際使用價(jià)值。因此，為達(dá)到實(shí)際使用要求，必須對(duì)硅橡膠進(jìn)行增強(qiáng)。
　　在硅橡膠中添加無機(jī)補(bǔ)強(qiáng)填料是最常用的增強(qiáng)方法之一。添加方法有傳統(tǒng)機(jī)械混合和溶膠凝膠法原位增強(qiáng)，后者相對(duì)于前者優(yōu)點(diǎn)在于增強(qiáng)后硅橡膠內(nèi)的補(bǔ)強(qiáng)填料分布均勻

2、，與橡膠基體相互作用強(qiáng)，且大小形貌可控。
　　本文使用不同的方法把白炭黑、氧化鋯和氮化硼加入高溫硫化硅橡膠中，在前人研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)新型溶膠凝膠法工藝路線增強(qiáng)高溫硫化硅橡膠。針對(duì)高溫硫化硅橡膠的特性，以TMOS、TEOS和正丙醇鋯為前驅(qū)體，通過溶膠凝膠法制備預(yù)水解體系，將預(yù)水解體系和硅橡膠混合，讓預(yù)水解體系在硅橡膠中繼續(xù)水解縮合，原位生成補(bǔ)強(qiáng)填料增強(qiáng)硅橡膠。使用不同的催化劑（鹽酸、氨水和二月桂酸二丁基錫）設(shè)計(jì)不同的與預(yù)水解體系

3、制備工藝，分別比較增強(qiáng)效果。
　　通過控制體系pH、溫度、流動(dòng)性和反應(yīng)時(shí)間，調(diào)控溶膠凝膠預(yù)水解體系;通過力學(xué)性能、微觀形貌、硫化性能、交聯(lián)密度、熱穩(wěn)定性分析測(cè)試溶膠凝膠預(yù)水解體系的增強(qiáng)效果。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:使用鹽酸和二月桂酸二丁基錫作為溶膠凝膠反應(yīng)催化劑制備的硅橡膠體系內(nèi)的白炭黑顆粒細(xì)小分散均勻，力學(xué)性能和交聯(lián)密度提升明顯，硫化速度加快，熱穩(wěn)定性影響不大。使用氨水作為溶膠凝膠反應(yīng)催化劑制備的硅橡膠體系內(nèi)白炭黑顆粒分布不均

4、，大小形貌不一，各項(xiàng)性能基本沒有增強(qiáng)。此外，偶聯(lián)劑在體系中的作用有所體現(xiàn)，但效果未達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期，需進(jìn)一步改進(jìn)使用方法。
　　溶膠凝膠法在硅橡膠體系內(nèi)原位生成的氧化鋯有著獨(dú)特的形貌，對(duì)硅橡膠的撕裂強(qiáng)度提升最高超過一倍，對(duì)硅橡膠熱在500℃-600℃溫度區(qū)間的熱穩(wěn)定性提升明顯。
　　相比而言，機(jī)械混合的氮化硼與橡膠基體之間沒有形成緊密的結(jié)合，而且氮化硼之間出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，硅橡膠經(jīng)氮化硼增強(qiáng)后只對(duì)熱導(dǎo)率有明顯提升，其他性能增強(qiáng)很小，