纳米材料在硅橡胶改性中的应用

硅橡胶成分硅橡胶是一种既可以在许多不同行业中使用，又能满足特定需求的弹性材料。

其保护能力、耐磨性、耐温性、耐腐蚀性和密封性都极佳，使之成为多种重要应用领域的理想材料。

无论是用于水管补丁，还是用于航空航天和航空航天组件的制造，或者用于电子和电子元件的制造，硅橡胶都能非常好地完成这些任务。

要使用硅橡胶，就必须先了解其成分，以便以合理的方式满足用户需求。

硅橡胶主要由两种基础原料组成，即硅和氧化锆两种物质。

而这两种物质又各自具有不同的用途和特性。

首先，硅是硅橡胶的主要成分。

它以硅和酸的形式存在，可以作为硅橡胶的基本组成部分，也可作为改性剂、增塑剂或增强剂使用。

作为硅橡胶的主要原料，硅的主要特点是具有良好的耐热性能和热延伸性能，可以有效地保护硅橡胶免受温度和高温下的损坏，并保持其高强度特性和抗热性能。

另一种原料是氧化锆。

氧化锆是硅橡胶中的重要添加剂，其特性与硅差不多，是硅橡胶中必不可少的成分。

它可以改善硅橡胶的机械强度和抗热性能，并能够提高硅橡胶的光泽度和附着力，使其更适合用于许多类型的表面涂层。

除此之外，硅橡胶还可以添加一些其他成分，以提高其性能。

例如，可以添加碳黑、绿色染料、增塑剂、纳米材料和阻燃剂等，这些材料都能改善硅橡胶的机械性能、电气性能、密封性能和耐磨性能，使其能够更好地满足客户的需求。

从上面可以看出，硅橡胶由硅和氧化锆组成，它们都具有良好的机械强度、热延伸性能和抗热性能，这些特性使其成为一种理想的材料，可以用于多种不同行业的不同应用。

此外，硅橡胶还可以添加一定的其他成分，以提升其特性和性能，从而满足客户的需求。

总之，硅橡胶是一种拥有良好耐热性、耐磨性、耐腐蚀性和密封性的弹性材料，其主要成分为硅和氧化锆，它们一起赋予了硅橡胶特别的性能和特性，使其成为多种行业应用中最理想的材料选择。

如何提高硅橡胶的拉伸强度的方法
要提高硅橡胶的拉伸强度，可以采取以下方法：
1. 材料选择：选择具有较高强度和耐磨性的硅橡胶原料。

优质的硅橡胶材料具有更高的弹性模量和拉伸强度，可以提高产品的耐用性和抗拉伸性能。

2. 添加增强剂：向硅橡胶中添加适量的增强剂，如碳黑、玻璃纤维或纳米颗粒等，可以显著提高硅橡胶的强度和耐磨性。

增强剂的加入可以改善硅橡胶的填充性能和结构稳定性。

3. 橡胶配方优化：通过调整硅橡胶的配方比例和配方成分，可以优化硅橡胶的物理和机械性能。

例如，适当增加交联剂的用量可以提高硅橡胶的交联密度和强度。

4. 加工工艺控制：控制硅橡胶的加工工艺参数，如温度、时间和压力等，可以对产品的物理性能产生重要影响。

正确的加工工艺可以提高硅橡胶的结构均匀性和致密性，从而提高其拉伸强度。

5. 优化硫化系统：硅橡胶的硫化过程是重要的工艺环节。

通
过优化硫化系统，如选择适当的硫化剂和调整硫化温度和时间等，可以改善硅橡胶的交联程度和结构，进而提高其拉伸强度。

6. 提高固化度：在硅橡胶的制备过程中，提高固化度可以增加材料的强度和硬度。

固化度是指硅橡胶中交联物质的含量和质量，通过适当的固化处理可以增强硅橡胶的拉伸强度。

在实际应用中，需要根据具体需求和产品要求来选择和采取适当的方法来提高硅橡胶的拉伸强度。

此外，合理的材料测试和质量控制也是确保硅橡胶产品性能的重要环节。

PDMS表面的物理化学共同修饰聚二甲基硅氧烷（PDMS）是一种广泛应用于微电子、生物医学和光学领域的有机硅材料。

然而，PDMS表面存在一些问题，如表面能低、疏水性差等，这些缺点限制了其进一步的应用。

为了改善PDMS表面的性能，本文将介绍一种物理化学共同修饰的方法。

物理化学共同修饰方法是结合物理修饰和化学修饰两种方法的一种新型表面修饰技术。

物理修饰主要通过改变材料的表面形貌和结构来改善其性能，而化学修饰则通过在材料表面引入功能性基团来提高其表面能和水解稳定性等。

我们需要了解PDMS表面的性质和存在的问题。

PDMS的表面能较低，这使得其在生物医学领域中的应用受到了限制。

PDMS的疏水性较差，容易导致细菌和污垢的附着。

因此，我们需要通过修饰来改善这些问题。

接下来，我们需要根据应用需求选择合适的修饰方法。

对于PDMS表面，我们可采用以下三种方法：物理方法：通过表面刻蚀、微波处理等离子体处理等技术改变PDMS 表面的形貌和结构，从而提高其表面能。

这些方法具有操作简单、成本低的优点，但有时会影响材料的力学性能和热稳定性。

化学方法：通过水解、氧化、氨化等反应在PDMS表面引入功能性基团，如氨基、羧基等，从而改善其表面能和水解稳定性。

这些方法具有改造成本高、操作复杂等缺点，但修饰后的PDMS表面性能较好。

共同修饰方法：结合物理和化学修饰两种方法，通过在PDMS表面引入功能性基团并改变其表面形貌和结构，进一步提高其表面性能。

该方法具有修饰效果好、成本相对较低等优点。

在选择修饰方法时，我们需要根据应用需求进行。

对于要求表面能较高、水解稳定性好的场景，如生物医学领域中的细胞培养和药物传递等，我们建议采用化学修饰或共同修饰方法。

对于要求表面形貌和结构改变较大的场景，如微电子和光学领域中的表面增强和抗污垢等，我们建议采用物理修饰或共同修饰方法。

我们需要对该方法进行实施和评估。

实施过程中，我们需要注意修饰条件的控制，如处理时间、温度、气氛等，以确保修饰效果的稳定性和可重复性。

橡胶表面改性的方法石　锐1,田　明1,2,齐　卿1,张立群1,2(1.北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京　100029;2.北京化工大学教育部纳米材料先进制备技术及应用科学重点实验室,北京　100029) 摘要:综述橡胶表面改性的方法,包括化学技术改性和物理技术改性。

化学技术改性包括表面卤化(氟化、氯化、溴化和碘化)、表面氧化和共价功能化改性;物理技术改性包括表面涂层、等离子处理与等离子聚合改性、辐射(等离子、γ2射线、紫外线和电子束等)引发表面接枝聚合等。

指出橡胶表面改性还需从橡胶表面分子的微观结构入手,不断探索新的改性手段,从而达到适应不同环境的目的。

关键词:橡胶;表面改性;化学技术改性;物理技术改性中图分类号:TQ330.7+5 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2006)0320186206作者简介:石锐(19812),女,河南林州人,北京化工大学在读博士研究生,主要从事新型生物弹性体的设计、改性和应用研究。

很多情况下,橡胶材料是通过其表面和表面性能来参与工作的。

橡胶表面改性是在不影响橡胶基材性质的基础上通过改变橡胶的表面性质来适应某些特定的用途或赋予橡胶某些特殊的性能。

硅橡胶属于表面疏水性物质,但通过表面改性可以提高其表面亲水性,从而作为生物材料使用,扩展其使用范围;通过表面改性可在不影响材料强度的前提下减小旋转轴密封圈的表面摩擦。

橡胶材料表面改性按照改性目的可分为改变表面摩擦性能、改变表面粘合性能和改变表面亲水性能等;按照橡胶材料表面大分子发生变化的性质可分为物理改性和化学改性;按照改性方法可分为化学技术改性和物理技术改性。

本文按照改性方法对橡胶材料的表面改性进行介绍。

1　化学技术改性化学技术改性是指通过反应剂与材料表面发生化学反应,使材料表面在化学结构(有时伴随物理结构)上发生改变,从而达到提高材料某些性能的目的。

橡胶表面化学技术改性属于化学改性,改性时所发生的化学反应很复杂,涉及到取代、置换和环化反应等。

笼型聚倍半硅氧烷（POSS）及在有机硅材料中的应用研究作者：漆刚来源：《中国建筑金属结构》2018年第04期【摘要】POSS作为一种新型有机-无机纳米杂化材料，由于其特殊的化学结构和物理性能越来越受到广泛关注。

本文简单介绍了POSS的发展历史、结构、性质，合成方法及其在有机硅材料中的应用研究。

【关键词】笼型聚倍半硅氧烷；POSS；有机硅材料；材料改性尽管POSS在很早就被合成出来了，但直到21世纪初才被广泛关注，特别是近年来，相关的报道层出不穷。

其中，将POSS引入到有机硅材料中的研究工作也在不断开展中。

有机硅材料和 POSS同为有机硅化合物，将POSS引入到有机硅材料中，由于POSS的笼状结构和纳米效应会对有机硅材料，比如硅树脂、硅橡胶的热稳定性、流变特性、物理机械性能等产生重要影响。

1. POSS的发展史1946年，Scott[1]首次从氯硅烷的水解缩聚反应产物中分离出了真正意义上的低聚倍半硅氧烷，简称POSS，分子结构简式为[RSiO1.5]n，硅原子与氧原子的个数比为1：1.5，因此叫“倍半”硅氧烷。

n一般为6，8，10或者12。

通常文献报道最多是n=8时的六面体笼状结构，简称T8，自POSS问世以来，各种POSS及其相关衍生物不断被合成出来（分子结构如图1所示），极大地促进了POSS物理与化学的发展。

2. POSS的结构与性质POSS是多面体低聚倍半硅氧烷的简称，是一类具有纳米分子尺寸笼形结构的化合物。

分子的内核由Si-O-Si键构成，硅元素的存在赋予了POSS独特的物理性质，比如耐温性，热稳定性，阻燃性，介电性等[2，3]。

外围是烷基取代基或官能化的取代基，取代基的大小决定了分子的尺寸。

八个顶角可以是惰性基团，也可以是活性基团，分子结构设计性高，不同分子结构的POSS的物理化学性质也不尽相同。

3. POSS的合成目前为止，比较常见的结构有两种：完全缩合的POSS和不完全缩合的POSS。

有机硅材料及应用有机硅是一种含有碳-硅键的化合物，具有独特的化学性质和物理性质。

有机硅材料以其优异的性能在很多领域得到广泛应用。

下面将介绍有机硅材料的种类及其应用。

1.有机硅胶有机硅胶是一种无定形的高分子聚合物，其结构中含有硅氧键和有机基团。

有机硅胶具有优异的耐热性、耐寒性、气密性、耐久性及化学稳定性，具有良好的柔韧性和粘附性，能在各种材料上形成可靠的密封和涂层，广泛应用于建筑、船舶、汽车制造、电子器件等领域。

2.有机硅油有机硅油是一种高分子混合物，其结构中含有硅氧键和有机基团。

有机硅油具有优异的耐热性、耐寒性、润滑性、绝缘性和稳定性，在工业上被广泛应用于润滑剂、绝缘剂、防锈剂、保护剂、消泡剂等领域。

此外，有机硅油还被应用于化妆品、药品、农药等领域。

3.有机硅橡胶有机硅橡胶是一种由硅原子和有机官能团构成的弹性体，具有优异的耐寒性、耐热性、耐老化性、机械性能和电绝缘性能。

有机硅橡胶广泛应用于汽车制造、电子设备、航空航天等领域，用于制造密封圈、管件、电缆、绝缘件等产品。

4.有机硅树脂有机硅树脂是一种由硅原子和有机官能团构成的高分子化合物，具有优异的机械性能、热塑性、绝缘性和耐化学性。

有机硅树脂广泛应用于电子器件、建筑材料、轻工业等领域，用于制造电子封装、建筑密封、涂料、塑料等产品。

5.有机硅涂料有机硅涂料是一种由有机硅材料制成的涂料，具有耐高温、耐腐蚀、耐候性和耐磨性等优点。

有机硅涂料广泛应用于航空航天、船舶、汽车工业等领域，用于保护和美化产品表面，增加产品的使用寿命。

除以上提到的有机硅材料外，还存在着其他形式的有机硅材料，如有机硅纳米材料、有机硅薄膜等。

不同种类的有机硅材料具有不同的特性和应用领域，它们在工业上的应用为各行各业带来了极大的便利和效益。

总的来说，有机硅材料以其特殊的化学性质和物理性质，在建筑材料、润滑剂、密封材料、绝缘材料、涂料等领域发挥着重要的作用，为各个行业的发展做出了积极贡献。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第4期·1324·化 工 进展官能化POSS 的制备及其在有机硅材料中的应用进展王峰，牟秋红，彭丹，张方志，李金辉，赵宁，于一涛，李冰（山东省科学院新材料研究所，山东省粘接材料重点实验室，山东 济南250014）摘要：笼型低聚倍半硅氧烷（POSS ）是一种新型纳米有机-无机杂化材料，具有独特的物理化学性质。

将官能化POSS 用于有机硅材料的制备与改性，能够显著改善有机硅材料的物理化学性能，拓宽其应用领域。

本文首先总结了POSS 的制备方法，重点对聚合物改性中常用的官能化POSS 的制备进行了综述，包括：八苯基POSS 、八乙烯基POSS 、八氢基POSS 、环氧基POSS 、氨基POSS 、异氰酸酯基POSS 和单官能化POSS 。

然后从物理改性与化学改性两方面总结了官能化POSS 在有机硅材料中的应用进展。

最后对官能化POSS 在制备及应用领域的发展方向进行了展望。

目前，POSS 已经在聚合物改性领域展现出巨大的潜力，随着新型POSS 化合物的出现，官能化POSS 在有机硅材料领域的应用将取得更大的进展。

关键词：官能化POSS ；制备；有机硅；改性中图分类号：TQ264.1+4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）04–1324–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.04.023Synthesis of functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxane and itsapplication in siliconeWANG Feng ，MU Qiuhong ，PENG Dan ，ZHANG Fangzhi ，LI Jinhui ，ZHAO Ning ，YU Yitao ，LI Bing（Shandong Provincial Key Laboratory of Adhesive Materials ，Insititute of Advanced Materials ，Shandong Academy ofScience ，Jinan 250014，Shandong ，China ）Abstract ：Polyhedral oligomeric silsesquioxane （POSS ）is a kind of nanoscale compound with cage-like organic-inorganic hybrid structure ，with many unique physical and chemical properties. Functionalized POSS javascript:void(0)；can be used in the synthesis and modification of silicone materials to improve their physical and chemical properties ，and broaden their applications. In this paper ，the synthesis methods of POSS were reviewed ，with the emphasis on the functionalized POSS ，including octaphenyl-POSS ，octavinyl-POSS ，octahydro-POSS ，epoxy-POSS ，amino-POSS ，isocyanate-POSS and mono-functionalized POSS. In addition ，the application progress of functionalized POSS in silicone was summarized from aspects of both physical and chemical modification. POSS has shown great potential in the field of polymer modification ，and the application trend of functionalized POSS in silicone materials was also prospected. In the future ，with the appearance of new POSS compounds ，the application of functionalized POSS in silicone materials would achieve greater progress. Key words ：functionalized POSS ；preparation ；silicone ；modification笼型低聚倍半硅氧烷（POSS ）是一种新型纳米有机硅材料，具有独特的多面体笼型结构，笼型骨架由Si —O 键组成，多面体顶角的Si 原子可以连接不同有机官能团（分子结构如图1所示）。

优质碳化硅微粉用途优质碳化硅微粉是一种高纯度的碳化硅材料，常用于陶瓷、粉末冶金、高温合成等领域。

本文将详细介绍优质碳化硅微粉的用途。

一、陶瓷领域1. 电子陶瓷：碳化硅微粉可用于制造陶瓷电子元件，如电容器、陶瓷谐振器、热敏电阻器等。

由于其高温稳定性和化学稳定性，可在高温高压、强酸碱环境下使用，广泛应用于电子、通讯和航空航天等领域。

2. 功能陶瓷：碳化硅微粉可用于制造高硬度、高耐磨、高温耐受的功能陶瓷，如金属切削工具、轴承、密封件、喷嘴等。

加入碳化硅微粉的氧化铝陶瓷具有更高的强度和韧性，可用于制造高温氧化铝陶瓷零件。

3. 生物医用陶瓷：碳化硅微粉可用于制造生物医用陶瓷，如人工关节、牙齿种植体等。

由于其化学稳定性和生物相容性等特性，可与人体组织想容，减少排异反应，广泛应用于医疗领域。

二、粉末冶金领域1. 粉末冶金材料：碳化硅微粉可用于制造高强度、高硬度、高耐磨的粉末冶金材料，如刀具材料、轴承材料、气门座材料等。

由于其高温稳定性和化学稳定性，能够在高温高压、强酸碱环境下使用，成为粉末冶金领域的重要原料。

三、高温合成领域以上就是优质碳化硅微粉的主要用途。

随着科技的不断发展，碳化硅微粉在新材料、新技术领域的应用将会越来越广泛，为人类的发展带来更多的惊喜。

四、化工领域1. 油井水泵机械密封材料：碳化硅微粉可用于制造油井水泵机械密封材料，由于其高硬度和高耐磨性，能够在极其恶劣的油井环境下耐久使用。

2. 反应炉衬板：碳化硅微粉可用于制造高温反应炉的衬板材料，由于其高温稳定性和化学稳定性，能够在高温高压、强酸碱环境下使用。

1. 催化剂载体：碳化硅微粉具有大孔径、高孔隙度等特性，是一种理想的催化剂载体，用于催化反应效果显著。

2. 硅橡胶改性剂：碳化硅微粉可以增加硅橡胶的机械性能，提高硅橡胶的耐处理性、耐热性和阻燃性。

六、能源领域1. 太阳能电池：碳化硅微粉可用于制造太阳能电池中的p型和n型掺杂层，提高太阳能电池的转换效率。