新型無機填料增強-改性高溫硫化硅橡膠的性能研究.pdf

1、有機硅橡膠是以Si-O-Si為主鏈、有機基團（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，幾乎沒有實際使用價值。因此，為達到實際使用要求，必須對硅橡膠進行增強。
　　在硅橡膠中添加無機補強填料是最常用的增強方法之一。添加方法有傳統(tǒng)機械混合和溶膠凝膠法原位增強，后者相對于前者優(yōu)點在于增強后硅橡膠內(nèi)的補強填料分布均勻

2、，與橡膠基體相互作用強，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)計開發(fā)新型溶膠凝膠法工藝路線增強高溫硫化硅橡膠。針對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，原位生成補強填料增強硅橡膠。使用不同的催化劑（鹽酸、氨水和二月桂酸二丁基錫）設(shè)計不同的與預(yù)水解體系

3、制備工藝，分別比較增強效果。
　　通過控制體系pH、溫度、流動性和反應(yīng)時間，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)定性分析測試溶膠凝膠預(yù)水解體系的增強效果。
　　實驗結(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，各項性能基本沒有增強。此外，偶聯(lián)劑在體系中的作用有所體現(xiàn)，但效果未達到實驗預(yù)期，需進一步改進使用方法。
　　溶膠凝膠法在硅橡膠體系內(nèi)原位生成的氧化鋯有著獨特的形貌，對硅橡膠的撕裂強度提升最高超過一倍，對硅橡膠熱在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)團聚現(xiàn)象，硅橡膠經(jīng)氮化硼增強后只對熱導(dǎo)率有明顯提升，其他性能增強很小，