硅橡胶补强机理与应用性能的研究

发布时间：2020-10-28 12:07

　　 硅橡胶具有非常好的性能,包括耐电气绝缘性、耐候、生理惰性、耐臭氧、抗电弧及高透气性等,但是硅橡胶分子的结构呈螺旋形,且其分子链较为柔顺,分子间的相互作用力很弱,很难结晶,致使纯硅橡胶的机械强度非常差,因而其使用范围较窄。调整硅橡胶物理机械性能主要手段是添加补强填料,经补强后硅橡胶制品补强率可达40倍,相对其他橡胶所能达到的补强率(1.4~10倍)高出许多。硅橡胶的补强填料主要包括以白炭黑为主的高补强填料和起到降低成本的弱补强或增量填料,寻找新的补强填料是发展硅橡胶应用的重要研究方向。有机硅副产物多是化工生产过程的次生品或废料,而有机硅副产物有着和硅橡胶相似的结构组成,经处理后做硅橡胶的填料具有一定的可行性,同时也能变废为宝。(1)将有机硅副产物与白炭黑按照配方比例混合补强硅橡胶,通过实际的加工生产过程中产品反映的情况,有机硅副产物填料与白炭黑混合补强硅橡胶具有一定的研究及经济价值。有机硅副产物填料添加量达到20份时,硅橡胶产品的生产操作及产品性能都能达到满意的结果。之后随着有机硅副产物填料比重的增大,硅橡胶混炼难度加大,产品次品率升高,硅橡胶制品的力学性能下降。(2)有机硅副产物填料的添加量对硅橡胶的硬度、拉伸强度、拉断伸长率及撕裂强度有着较大的影响。研究所选的有机硅副产物的乙烯基含量为1.6%,有机硅副产物添加量10份左右时,所制备的硅橡胶的拉伸强度为4MPa,拉断伸长率达到400%,撕裂强度为17KN/m,体现出较好的力学性能。有机硅副产物填料能够改变硅橡胶的乙烯基含量,低乙烯基含量的硅橡胶生胶当混入副产物填料补强时,乙烯基含量在0.15%左右时硅橡胶能够呈现较好的性能。(3)300℃×6h高温老化后,白炭黑补强的硅橡胶产品力学性能变化较为明显,因高温破坏分子链,增大交联度,拉伸强度、拉断伸长率大大降低,撕裂强度升高。有机硅副产物与白炭黑混合补强的硅橡胶高温老化后力学性能变化不大,有机硅副产物填料能够大大的改善硅橡胶的耐热稳定性,对于制备耐热型硅橡胶具有较高的研究及应用价值。通过对气相白炭黑和沉淀白炭黑以及有机硅副产物填料进行科学合理的搭配,生产符合要求的硅橡胶材料,同时也能较大程度的降低混炼胶的成本。选取合适的填料配比应用于硅橡胶中,对于硅橡胶成本的降低及应用范围的推广尤为重要。
【学位单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ333.93
【部分图文】：

图 3-1（1#）配方硅胶样品图1#配方原料进行样品生产数据如表 3-4：表 3-4（1#）配方原料硅胶样品生产数据品名单模个数模数 总数生产废品数修边废品数生产废品率修边废品率总废品率蛋糕模 20 20 400 2 0 0.05% 0 0.05%肥皂盒 4 50 200 0 0 0 0 01#配方抽样产品力学性能表如 3-5：表 3-5（1#）配方抽样产品力学性能表试验方案 样品编号硬度（邵尔A 硬度）拉伸强度（Mpa)撕裂强度（KN/m)扯断伸长率（%）1#1-1 蛋糕模 45 4.9 13.5 5851-2 蛋糕模 46 5.1 13.1 5871-3 蛋糕模 45 5.0 13.4 5941-4 蛋糕模 46 4.8 13.7 5931-5 蛋糕模 46 4.9 12.9 583

南昌航空大学硕士学位论文 第三章 填料补强硅橡胶1-10 肥皂盒 45 4.9 13.2 587平均值 45.7 4.96 13.2 588.41#实验是全部气相法白炭黑补强的硅橡胶填料，由图及数据可以看出，气相胶所做的制品性能非常优异，无论是较薄或者厚制品，产品成型过程中，工人操作及成品修边程序都是较为容易操作，所出的成品性能也十分优异。拉伸强度及拉断伸长率较大，具有良好的弹性性能。2#配方硅橡胶样品如图 3-2：

南昌航空大学硕士学位论文 第三章 填料补强硅橡胶2-7 肥皂盒 47 3.1 15.1 3642-8 肥皂盒 49 3.2 14.8 3632-9 肥皂盒 47 3.1 15.2 3642-10 肥皂盒 47 3.1 15.1 362平均值 47.1 3.16 15.14 362.52#实验是混入 5 份的样品填料，经统计与性能测试的数据可以看出，混入很少量的有机硅副产物填料所得的胶料，对于所生产的产品情况而言，满足生产要求，但产品的拉伸强度及拉断伸长率下降明显，硅橡胶的弹性性能偏低。硅橡胶的硬度略有升高，操作情况和修边情况也无明显差别。3#配方硅橡胶样品如图 3-3：
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本文编号：2860071