硅橡膠具有優(yōu)異的耐熱性-閱讀頁
2025-07-09 17:04本頁面
【正文】 好，強度較高。一般說來，粒徑愈小、表面積愈大、其補強性愈大，分散度愈高則補強性也愈大。在硅橡膠中常用粒徑為8~30毫微米，比表面積為150~400米2/克的白炭黑為補強填料。白炭黑的表面結(jié)構(gòu)、活性及其與補強作用的關(guān)系等問題，雖有不少研究，但迄今尚未完全清楚，有資料指出：關(guān)于表面活性增大而提高補強效果的原因，大概是通過建立某種鍵或形成凝聚而使強度提高的?？梢栽O(shè)想，分散在無定形硅橡膠中的白炭黑，周圍緊密地凝聚著橡膠分子，白炭黑的粒子起著一種微晶的作用。由于填充劑微?；钚杂叻稚⑿杂睿蔬x擇分散助劑和配合條件也是很重要的。白炭黑的適宜用量尚與其比表面積有關(guān)，如比表面積為140~300米2/克時，白炭黑的用量可取低限，當(dāng)粒徑增大比表面積為70~110米2/克或更小時，則可取上限或更多一些的填料。在硅橡膠膠料中還常使用一些著色劑，這些著色劑應(yīng)該是熱穩(wěn)定的，同時不應(yīng)與過氧化物作用而影響硫化過程的進行，一般用無機顏料，如二氧化鈦、三氧化二鉻、三氧化二鐵、二氧化鎘等。紅色氧化鐵并能加速硫化和提高硫化膠的耐熱老化性能，用量一般為2~5份。其它配合劑為了改進硅橡膠的某些工藝性能或使用性能，在配制膠料時可加入某些組份。為防止或減弱結(jié)構(gòu)化傾向而加入的配合劑，稱為結(jié)構(gòu)控制劑。四甲基乙撐二氧基二甲基硅烷的結(jié)構(gòu)式為：為了減小硫化膠的壓縮永久變形，可加入抗收縮劑氧化亞汞或氧化鎘，它們可在橡膠大分子間形成附加的橋形結(jié)構(gòu)而降低壓縮永久變形。此種氯化磷氰聚合物可以促進二氧化硅填料與含羥基基團的硅油及硅橡膠高分子間的相互作用，使硫化膠內(nèi)的分子間的作用力加強，從而能改善硅橡膠的物理機械性能，尤其明顯地使其抗撕裂強度提高。此外，在苯基硅橡膠的配合中加入適量的硼酸正丁酯則能克服粘輥現(xiàn)象，有利于操作。因硅橡膠的主鏈結(jié)構(gòu)是—Si—O—鍵組成，這種鍵的鍵能較高，如Si—O鍵的鍵能為451千焦耳/摩爾（），總的說來，硅橡膠具有較高的熱穩(wěn)定性，在150~180℃下可以極長期的使用，在200~250℃下性能變化僅發(fā)生在高溫作用的初期（如250℃時為前5天），此性能就幾乎沒有什么變化，它們可以在250℃下長期使用，能承受的短期使用溫度則更高。硅橡膠一般在30℃時性能發(fā)生變化，即隨溫度的降低其硬度、抗張強度及壓縮永久變形值均有所增大，而伸長率則降低，但這些變化是可逆的，加熱時便能恢復(fù)。雖然硅橡膠的補強效率遠較其它橡膠為高，且經(jīng)多年來的研究改進，現(xiàn)今已有很大的發(fā)展，但硅橡膠的機械強度，耐磨性仍較一般有機橡膠為差，在配料的各組份選擇適宜的情況下，硅橡膠硫化膠的機械強度可以獲得較高的水平，如甲基乙烯基硅橡膠的硫化膠，在某些配方中其抗張強度可達11~13Mpa，抗撕強度可達343~686牛頓/厘米。有機硅橡膠的疏水性高，在潮濕的環(huán)境下工作，其介電性能改變很小，但不能在有高壓蒸汽的環(huán)境下工作，否則，將發(fā)生水解和解聚作用。不含強極性基團的硅橡膠耐礦油的性能和耐芳香族、脂肪族非極性溶劑的性能均差，當(dāng)引入強極性基團后，如氟硅橡膠、腈硅橡膠，則此種特性會得到顯著改善。在航空工業(yè)中，硅橡膠供制造在空氣、臭氧、電場、滑油中工作的各種零件，膠板、膠管、膠繩等。它的分子主鏈由硅原子和氧原子交替組成，硅氧鍵的鍵能達370KJ/mol，比一般橡膠的碳碳結(jié)合鍵能240 KJ/mol要大得多，這是硅橡膠具有很高熱穩(wěn)定性的主要原因之一。硫化膠按其硫化機理可分為三大類：有機過氧化物引發(fā)自由基交聯(lián)型（以下簡稱熱硫化型）、縮聚反應(yīng)型（以下簡稱室溫硫化型）和加成反應(yīng)型三大類。 （一）單組分室溫硫化硅橡膠它是以羥基封端的低分子量硅橡膠與補強劑混合，干燥去水，然后加入交聯(lián)劑（含有能水解的多官能團硅氧烷），此時，混煉膠已成為含有多官能團端基的聚合物，封裝于密閉的容器內(nèi)，使用時擠出與空氣中水分接觸，使膠料中的官能團水解形成不穩(wěn)定羥基，然后縮合交聯(lián)成彈性體。脫酸縮合硫化型是使用較廣泛的一大類，所用交聯(lián)劑為乙酰氧基類硅氧烷（如甲基三乙酰氧基硅烷或甲氧基三乙酰氧基硅烷），在硫化過程中，放出的副產(chǎn)物乙酸，對金屬有腐蝕的作用。此外，沿有以硅氮烷為交聯(lián)劑的脫肟硫化、脫酰胺硫化和硫化速度快的脫酮硫化型等。其硫化速度取決于環(huán)境的相對濕度、溫度、以及膠層的厚度。（二）雙組分室溫硫化硅橡膠此類橡膠的硫化由生膠的羥基在催化劑（有機錫鹽，如二丁基二月桂酸錫、辛酸亞錫等）作用下與交聯(lián)劑（烷氧基硅烷類，如正硅酸乙酯或其部分水解物）上的烷氧基縮合反應(yīng)而成，可分為脫乙醇縮合硫化、脫氫縮合硫化、脫水縮合硫化和脫閎氨縮合硫化等，以脫醇型為最常見。雙組分的硫化時間主要取決于催化劑用量，用量越多，硫化越快，此外，環(huán)境溫度越高，硫化也越快；硫化時間無內(nèi)應(yīng)力，不收縮，不膨脹；硫化時縮合反應(yīng)在內(nèi)部和表面同時進行
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