硅橡胶膜的改性与应用研究进展
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有机硅胶粘剂的研究进展肖凯斐(西安工业大学北方信息工程学院,机电信息系,陕西省西安市710032)摘要 :综述了有机硅胶粘剂的组成、种类、性能及其应用,并对硅橡胶胶粘剂在粘接性、导热性、固化性能的研究进展进行了叙述。
关键词 :硅橡胶硅树脂有机硅压敏胶胶粘剂Study on high temperature-resistant anaerobicadhesiveXiaokaifei( Xi'an Technological University North Institute Of InformationEngineering,Mechanical and electrical information system ,Shan'xiProvince,Xi'an 710032)Abstract: The compositions, categories, properties and applications of organosilicon adhesives were reviewed. Moreover , the bonding ability, heat conductivity and curing of silicone rubber type adhesive w ere introduced.Keywords:Silicone rubber Silicone resin Organosilicon pressure sensitive adhesive Adhesive有机硅材料是一类性能优异、功能独特、用途极广的新材料,是高分子新型材料中产业规模最大的材料之一,是一种关系着技术革新、国防现代化、国民经济发展及人民生活水平提高的新材料。
有机硅聚合物是含有硅元素的众多高分子化合物的总称,因主链以硅氧键(-Si-O-)组成,侧链可链接各种有机基团,具有无机和有机聚合物的双重性能。
硅橡胶性能及其研究进展【摘要】近年来,我国的工业水平不断提高。
硅橡胶在工业生产中发展成为一种重要的材料,对它的性能研究具有十分重要的意义,同时对促进材料的利用和工业的发展有一定作用。
笔者在本文中针对110和107两种硅橡胶的性能进行分析研究。
【关键字】硅橡胶、性能研究、研究进展一、前言硅橡胶的分子主链是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的,对它性能的研究有助于提高产品的质量水平,找准应用领域,为相应的医疗领域、军事领域做出更大的贡献。
二、硅橡胶基本情况1、基本结构像丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)和天然橡胶(NR)等碳-碳键的聚合物,其分子链上存在不饱和键,但硅橡胶是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的,在其主链上没有不饱和键。
对有机聚合物来讲,不饱和键是其硫化的化学活性区域,并且该区域会由于紫外线、臭氧、光照和热量的作用而降解。
硅-氧键的高键能,完全饱和的基本结构以及过氧化物硫化是保持硅橡胶良好耐热和耐天候性能的关键所在。
除了更高的键能,对于碳原子而言,更大的硅原子也提供了更大的自由空间,使硅橡胶玻璃化温度低,透气性能更好。
由于应用上的不同,透气性能可能是优点亦有可能是缺点。
2、硅橡胶的合成硅橡胶合成的简要过程是:砂石或二氧化硅还原为单体硅→于300℃左右温度下,以铜作催化剂,硅与甲基氯化物相互作用→形成甲基氯化硅的混合物(一元、二元或三元)→通过蒸馏分离出二甲基氯化硅→二甲基氯化硅水解成硅烷又迅速合成为线型或环型硅氧烷→线型硅氧烷在氢氧化钾(KOH)的帮助下,形成四元双甲基环状体(D4)→在KOH存在下,D4聚合,链终止导致过程的完成。
3、硅氧烷的硫化硅氧烷一般使用过氧化物硫化,以优化其耐高温能力。
硅氧烷中含的乙烯基可被硫黄硫化,但硫键的低热敏性导致硅橡胶的热稳定性能容易受到破坏。
铂硫化体系也是硅橡胶硫化常用的,带来的性能包括:低挥发性、紧密的表面硫化、在任何介质中的超快硫化,铂硫化体系具有比传统过氧化硫化对应物略低的热稳定性能。
新型改性硅橡胶气体分离膜的富氧性能研究摘要:在通用高分子气体分离膜材料中,硅橡胶(PDMS)因其具有最高的透氧系数Po_2(600Barrer)而备受关注;但其氧氮分离系数(ao_2/ N_2=2)较低、成膜性较差,在很大程度上限制了它的应用。
本文采用高乙烯基含量的PDMS,经室温硫化成膜。
初步探索了成膜条件(交联剂含量,成膜温度,测试温度等)对膜透气性能和分离性能的影响;此外,又分别将十一烯酸和十一烯酸钴引入PDMS膜的交联网络结构中,详细研究了不同用量、膜两侧压力差、实验温度等因素对膜Po_ 2和ao_2/N_2的影响。
研究结果表明,本文采用成膜与反应同时进行的简单方法,得到了具有测试强度的柔韧交联膜。
对于高乙烯基含量的硅橡胶基质膜,在一定范围内提高交联剂用量、降低硫化温度和测试温度均有助于提高ao_2/N_2(最高为2.33),但Po_2有所降低。
十一烯酸的加入在一定程度上提高了膜的ao_2/N_2(加入量为5wt%时,ao_2/关键字:硅橡胶气体分离膜交联网络富氧性能改性硅橡胶气体分离膜富氧压差二价钴离子加入量硫化温度基质膜交联膜柔韧强度测试温度方法反应研究结果实验温度压力差两侧交联网络结构十一烯酸钴论文内容预览暨南人学硕卜学位论文新型改性硅橡胶气体分离膜的富轨性能研究第一章气体分离膜研究进展,气体分离膜基础在当今世界面临能源短缺、环境污染的形势下,利用其渗透选择性能从混合气体中分离或富集某一气体的高分子气体分离膜,以其节能、无污染及操作方便等诱人的优点引起了人们的极大关注。
一些气体分离膜已进入产业化阶段,广泛用于石油天然气冶炼厂的气体分离、锅炉燃烧用富氧空气的富集、呼吸疾病和疲劳恢复的氧气供应等各个部门,社会经济效益明显。
高分子膜是膜法气体分离的“心脏”,除开发新的膜材料外,对现有高分子膜材料的各种化学物理改性,已经成为世界各国竟相研究的重要内容。
1.1膜的气体分离机制气体分子透过高分子膜,气体分子的化学结构与尺寸、分离膜的化学结构及形态结构(孔径的相对大小与分布)等,对气体透过速率起决定性影响。
航空硅橡胶材料研究及应用进展毋庸置疑,硅橡胶材料具有自身特有的属性,在航空领域上被广泛运用。
与此同时航空硅橡胶材料的研究和应用关乎着日后航空硅橡胶的发展方向,文章将浅谈航空硅橡胶材料在阻尼减振、导电以及高低温性能等方面应用现状,并在此基础上进一步探究航空硅橡胶材料当下的研究与发展新展望,望对日后航空硅橡胶材料的探究工作有所增益。
标签:航空领域;硅橡胶材料;既有研究;突出要义;探究路径不置可否,航空装备的发展需要先进材料技术的保驾护航,航空材料的关键性不容小觑。
尤其是硅橡胶材料作为相对重要的航空橡胶材料,其属于典型性的半无机半有机机构,一方面具有有机高分子柔顺的特性,另一方面还具备无机高分子耐热属性,在国防尖端领域得到广泛研究和应用,因此,对航空硅橡胶材料的探究势在必行。
1 航空硅橡胶材料在阻尼减振、导电以及高低温密封等方面应用现状1.1 阻尼性能情况浅析在诸多飞行器速度提升以及大功率发动机的应用,所显露出的航空振动与噪声问题逐渐严重。
毫无疑问,航空设备是否达到先进性要求的标准之一就是减振和降噪技术水平。
而当前硅橡胶因为能够在高低温环境中保持相对稳定的力学性能以及變化率小的模量,自然而然成为航空硅橡胶发挥阻尼性能的首选。
鉴于硅橡胶损耗因子仅为0.06-0.1,能发挥的阻尼性能不尽如人意,减振效果并不突出,但是由于硅橡胶的组成体系中有着众多活性基因,相关研究进程中发现可以通过改性来提升硅橡胶的阻尼性能。
利用生胶结构改性、互穿网络结构改性以及聚合物共混改性、添加阻尼试剂等方法来有效提升航空硅橡胶材料的阻尼性能的发挥效果。
1.2 明晰导电性能现状近些年来航空飞行器的更新换代以及相关电子技术的飞速发展背景下,电磁干扰现象日益严峻,倘若不对电磁信号加以屏蔽,必将对航空飞行器正常运转产生影响,严重的还会泄露通讯秘密。
由是,航空飞行器有关电子装置需要利用导电橡胶进行有效隔离,继而催生航空领域中高导电橡胶的运用。
第28卷 第1期2007年2月特种橡胶制品Special P ur po se Rubbe r P roduc ts V o l.28 N o.1 F ebruary 2007硅橡胶的研究与应用进展许 莉1,腾雅娣2*,华远达2,张丽丽2(1.北京橡胶工业研究设计院,北京 100039;2.沈阳化工学院应用化学学院,沈阳 110142)摘 要:综述了硅橡胶耐热性、耐寒性、导热性等机理,并指出了改变侧链结构、在主链中引入大体积链段和在胶料中加入耐热助剂是提高耐热氧老化性的3种途径。
引入少量改性链节来破坏分子链结构的规整性是提高硅橡胶耐寒性的主要途径,还归纳了硅橡胶在耐高温、耐寒性、绝缘性、导热性方面以及在生物医学领域的应用和液体硅橡胶的应用。
关键词:硅橡胶;耐热性;耐寒性;导热性;绝缘性;液体硅橡胶中图分类号:T Q333.93 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2007)01-0055-05收稿日期:2006-08-17作者简介:许 莉(1966-),女,北京市人,工程师。
*通讯联系人。
硅橡胶具有许多独特性能,如耐高低温、电器绝缘及生理惰性等,为其他有机高分子材料所不能比拟和替代,因而在航天、化工、农业及医疗卫生等方面得到广泛应用,并已成为国民经济重要而必不可少的新型高分子材料。
本文介绍了硅橡胶的耐热性、耐寒性、导热性、导电性、绝缘性、适应性研究和应用及液体硅橡胶的应用。
1 耐热性硅橡胶是高相对分子质量聚硅氧烷经补强、硫化等工序而制成的有机硅弹性体,其主链是以交替Si -O 键连接,由于Si -O 键键能比C -C 键键能高得多,因而硅橡胶具有高耐热稳定性。
但是随着科技的发展,硅橡胶的耐热性已不能满足在苛刻条件下的使用要求。
因此,改善硅橡胶的耐热性是当前硅橡胶领域的热门话题。
1.1 耐热及降解机理硅橡胶在热氧老化过程中的结构变化可分为2类:(1)是侧链甲基的氧化反应;(2)是主链降解断裂反应[1]。
硅橡胶密封条的改性进展化学与材料科学系09级高分子材料与工程专业姓名:王雪新学号:09150129摘要:介绍了有机硅密封条的生产工艺和主要改性方法,重点介绍了基于发泡材料的海绵体有机硅密封条和表面改性的纳米材料增强的有机硅密封条。
对密封条的发展前景进行了展望。
关键词:有机硅、密封条、发泡、纳米材料、综述硅橡胶是指主键以Si-O单元为主,以有机基因为侧基的一类线形聚合物,是分子链兼具无和有机性质高分子弹性材料。
有机硅橡胶结构中含有Si-O键,其键能高达425 kJ/moL。
远远大于C-C键能和C-O键能,因此其稳定性好。
且聚硅氧烷分子体积大,内聚能密度低,使它具有优异的耐候性、耐玷污性、耐高低温性,高度的疏水性和良好的透气性等[1]。
能在-60-200℃范围内长期使用,其力学性能如拉伸强度、撕裂强度、伸长率、硬度等改变很小,安全可靠,耐候性好,使用寿命长,因此广泛应用于建筑、电子、汽车等行业[2-4]。
一、有机硅橡胶的发展有机硅橡胶的发展和利用在高分子材料中是比较晚的,但有机硅材料凭借其优异的性能的到了迅速发展。
硅橡胶分子结构式为:其中R、R 均为有机基因,而尤以甲基乙烯基硅橡胶应用最广[]。
1940年,G.Rochow发明了用硅和氯甲烷直接合成甲基氯硅烷的方法,开始了实验室向工业化生产的转化。
1944年最早由美国General Eleatric公司合成制二甲基硅烷,同时美国Dow Coming公司研究橡胶的合成技术,并于1945年以商品硅橡胶SR-73和SR-74问世,但产品质量极差,至1948年厂E.Nyde 等人得到高质量的合物将其取代,由气相法自炭黑作为补强体系,有机过氧化物硅硫化催化,从而使硅橡胶的广泛应用成为可能。
1948年甲基乙烷基硅橡胶研制成功。
1951年又开发成功苯基硅橡胶,该橡胶能在-100℃使用,随之又研究开发出室温硫化硅橡胶,从而使硅橡胶在技术上趋于完善。
随后又开发出聚炭硼烷硅氧烷橡胶,可在400℃下长期使用。
浅论室温硫化硅橡胶胶粘剂粘接增强改性研究进展(一)论文关键词:室温硫化硅橡胶胶粘剂;粘接性;增强改性;综述论文摘要:室温硫化硅橡胶胶粘剂很多优异性能使其在电子电器、汽车、机械、建筑、医疗等行业得到广泛应用。
但由于其对各种基材的粘接性较差,对其粘接改性研究很多,主要包括交联剂,聚硅氧烷物理化学增强改性和粘接面表面改性等。
本文主要从交联剂的选择、树脂的增强改性、粘接面的表面处理三个方面综叙了增强改性机理和国内外研究进展,并提出了未来研究方向。
前言室温硫化硅橡胶(RTV)是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体,这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、加压即可就地固化,使用极其方便。
因此,一问世就迅速成为整个有机硅产品的一个重要组成部分,现在室温硫化硅橡胶已广泛用作胶粘剂。
硅橡胶胶粘剂是以硅橡胶为基础原料经过配合而制成的胶粘剂。
由于RTV硅橡胶分子量较低,因此素有液体硅橡胶之称,其物理形态通常为可流动的流体或粘稠的膏状物,其粘度在100~1000000厘斯之间。
RTV硅橡胶是以羟基封端的聚硅氧烷为主体材料,分为单组分和双组分两种。
单组分室温硫化硅橡胶对大多数基材的粘接性优良,能在-60~200℃温度范围长期使用,具有优良的电气绝缘性能和化学稳定性,对多种金属和非金属材料有良好的粘接性。
主要用作各种电子元器件及电气设备的涂覆,包封材料起绝缘,防潮,防震作用;也可作为密封填隙料及弹性粘接剂等1]。
双组分的室温硫化硅橡胶的组分比例富于变化,一个品种可以得到多种规格性能的硫化制品,而且还能深度硫化,但由于对于基材的粘接性能较差,主要用于电子电器、汽车、机械、建筑等行业作绝缘、封装、嵌缝、密封、防潮及制作辊筒的材料2]。
硅橡胶自身的强度和对各种材料的粘附强度都比较低,限制了其应用范围。
目前,对于RTV 硅橡胶胶粘剂的增强改性研究,主要包括:交联剂,聚硅氧烷物理化学增强改性和粘接面表面改性等,以提高胶粘剂的粘接性能。
文章编号:1671-7104(2015)02-0122-03高仁伟上海千山医疗科技有限公司,上海市,200949该文主要从纳米材料填充改性、等离子体表面改性、表面接枝、硅橡胶与生物活性物质混合改性及仿生涂层法改性硅橡胶等硅橡胶的亲水性改性方面进行了综述,并对每种改性方法进行了分析,最后对医用硅橡胶材料改性研究的发展进行了展望。
硅橡胶;生物相容性;改性R318.6A doi:10.3969/j.issn.1671-7104.2015.02.012GAO RenweiShanghai Chinasun Medical Technology Co. Ltd., Shanghai, 200949This paper reviews and analyzes the modi fications of silicone rubber, containing nanometer material filling, plasmasurface modi fication, surface grafting, mixture with bioactive substrates and bionic coating. At last, the author shows the prospect for the future development of silicone rubber modi fication.silicone rubber, biocompatibility, modi fication医用硅橡胶材料改性研究【作 者】【摘 要】【关 键 词】【中图分类号】【文献标志码】【 Writer 】【 Abstract 】【Key words 】Research for Modification of Medical Silicone Rubber Material作者简介:高仁伟,E-mail: sungrw@硅橡胶是有机聚硅氧烷的一族,由硅、氧及有机根组成的单体经聚合而成,在医学领域的应用开始于20世纪中期。
收稿日期:2006-03-24作者简介:刘 静(1976-),女,辽宁阜新人,硕士在读,主要从事胶黏剂方面的研究。
硅橡胶胶黏剂改性研究进展刘 静, 殷锦捷(辽宁工程技术大学,辽宁阜新 123000) 摘要:硅橡胶胶黏剂具有优异的耐热、耐寒、耐老化性,对紫外线、臭氧作用稳定,耐气候性和电性能良好,在电子电器、汽车、机械、建筑、医疗等行业得到广泛应用。
对于硅橡胶胶黏剂的改性研究,主要包括对聚硅氧烷的结构改性,合成和选用新的黏附促进剂,添加各种助剂等,以提高胶黏剂的粘接性能或获得其他性能。
本文介绍了硅橡胶胶黏剂种类、性能与应用,并对硅橡胶胶黏剂在粘接性、导电性、导热性、力学性能等的改性研究进展进行了概述。
关键词:硅橡胶;胶黏剂;改性中图分类号:T Q 4331438 文献标识码:A 文章编号:1001-0017(2006)05-0339-03Progress of R esearch on Modification of Silicon Rubber adhesiveLIU Jing and YIN Jin -jie(Liaoning Technical Univer sity ,Fuxin 123000,China )Abstract :S ilicon rubber adhesive has excellent heat resistance ,cold resistance ,weather resistance and electrical performance ;it is stable for ultraviolet and o 2z one effect.It is widely used in electric appliances ,autom obile ,mechanism ,construction and medical treatment etc.The m odification research on silicon rubber mainly includes structural m odification of polysiloxane ,synthesizing and selecting new adhesion prom oter ,adding s ome auxiliary agents etc to im prove its adhesion performance and gain other properties.The species ,properties and applications of silicon rubber adhesives are introduced in this paper ,and the progress of studies on m odification of bonding performance ,electrical and heat conductivity and mechanic properties are als o summarized in this article.K ey w ords :S ilicon rubber ;adhesive ;m odification前 言硅橡胶胶黏剂是高分子量的线型聚硅氧烷,在催化剂作用下,通过加成或缩合等反应,并加入增黏剂、填料等制得。
第27卷 第1期2006年2月特种橡胶制品Special P ur po se Rubbe r P roduc ts V o l .27 N o .1 F ebruary 2006硅橡胶膜的改性与应用研究进展范 敏,马文石,汪国杰(华南理工大学材料学院,广州 510640)摘 要:对近年来硅橡胶膜通过复合、辐射接枝、过氧化物引发接枝和等离子体聚合改性,以及改性硅橡胶膜在有机废水处理、发酵、离子传感器和膜激活器等方面的研究与应用进行了概述。
关键词:硅橡胶膜;改性;应用中图分类号:T Q333.93 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2006)01-0050-04收稿日期:2005-07-18作者简介:范 敏(1973-),女,湖南邵阳人,在读硕士研究生。
硅橡胶分子链由硅原子和氧原子交替组成,是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性材料,具有耐热、耐寒、抗水、高介电性、透气性以及与生物组织相容性等一系列优点,已广泛应用于能源、电子、化工、食品、医药、环保、生命科学等领域[1]。
将硅橡胶制备成膜材料,不但保持硅橡胶的基本性能,而且还能体现出膜的特性,大大拓宽了其应用范围,尤其是在一些普通高分子膜不能使用或应用效果不理想的场所,硅橡胶膜则能发挥良好的作用。
因此,近年来随着膜科学与技术的发展,对硅橡胶膜的研究与开发更是备受关注。
均质硅橡胶膜已经在气体或液体混合物浓缩、纯化或分离方面发挥了重要作用,但是均质硅橡胶膜存在成膜性和机械强度差等缺点。
为提高其性能,拓宽应用领域,改性硅橡胶膜已成为国内外膜科学与技术研究、开发的热点。
通过复合、辐射接枝、过氧化物引发接枝、等离子体聚合等方法所制得的改性硅橡胶膜性能得到显著提高。
本文对近年来国内外在硅橡胶膜复合改性与辐射接枝、过氧化物引发接枝和等离子体聚合改性,以及改性硅橡胶膜在有机废水处理、发酵、离子传感器和膜激活器等方面的研究与应用进行了概述。
1 硅橡胶膜的改性渗透性和选择性是膜的2个关键性参数。
硅橡胶弹性体共混改性研究与应用摘要:硅橡胶以其优异的耐热性、耐老化和耐磨性及优良的导电性在聚合物共混领域得到了大量的研究及应用。
采用共混方法,将硅橡胶和其它具有弹性、纤维性或塑性的聚合物共混,产生具有某些特殊性能的新材料。
本文介绍了硅橡胶与其它橡胶、树脂及热塑性弹性体共混改性的研究概况。
关键词:硅胶;橡胶;共混;改性;研究与应用引言:由于硅橡胶在性价比、耐油、耐热性和耐化学药品等方面的优势,其应用范围不断扩大。
但随着石油和汽车工业的发展,对硅橡胶提出了更加苛刻的要求,促进了硅橡胶的改性研究。
主要是利用合成阶段的改性、多元化共聚、加工阶段与不同橡胶共混、橡塑并用、添加助剂等方法来改善硅橡胶的综合性能,现已取得很大成效,一系列高性能新品种相继出现。
目前,全世界的橡胶总耗量中约有75%是以共混橡胶的形式进行应用的,因为共混橡胶是经过硫化反应制成的共混硫化胶,具有优良的物理机械性能。
橡塑共混、橡胶与橡胶的共混是改善橡胶加工技术及橡胶制品质量的重要途径。
本文介绍了硅橡胶在橡胶与橡胶共混、橡胶与树脂、热塑性弹性体共混等领域的研究情况。
1橡胶与橡胶共混改性研究与应用1.1二元共混1.1.1硅橡胶为基质胶1.1.1.1硅橡胶/三元乙丙橡胶(EPDM)硅橡胶/EPDM共混胶的性能介于硅橡胶和EPDM之间,主要用于汽车配件、软管外层胶、防尘罩、密封条、鞋、胶板、液化石油气软管和各种工业制品中。
为了改善硅橡胶/EPDM的相容性,郑金红等采用第三组分增容途径,改善了硅橡胶/EPDM并用胶的相容性、加工性和力学性能。
不同增容体系的研究对比表明,乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)的增容效果最为显著,在适当的工艺条件及硫化体系下,可获得最佳的力学性能,可以在不降低并用胶力学性能的同时提高其耐热空气老化、耐大气老化和耐臭氧性能[1]。
随着EPDM不饱和度提高,硅橡胶/EPDM的共硫化性能提高,硫化胶的拉伸强度提高明显,但热空气老化性能下降。
硅橡胶的应用及发展前景摘要:由于硅橡胶本身具有耐高低温、耐老化、透明度高、生理惰性、与人体组织和血液不粘连、生物适应性好、无毒、无味、不致癌等一系列优良的特性,所以硅橡胶在各个领域有着广泛的应用。
本文简要介绍了硅橡胶的种类、不同制备方法的反应机理、最新的研究进展及其应用。
关键字:硅橡胶;应用;加成;缩合;氧化;分类硅橡胶为一特种合成橡胶,它是由二甲基硅氧烷单体及其它有机硅单体,在酸或碱性催化剂作用下聚合成的一类线型高聚物(生胶),经过混炼、硫化,可以相互交联成为橡胶弹性体,其基本结构链,表示通式:硅橡胶的性能特点如下:(1)物理机械性能:硅橡胶在室温下物理机械性能比其他橡胶低,但在150℃高温以上其物理机械性能高于其他橡胶,一般硅橡胶除弹性较好以外,拉伸强度、伸长率、撕裂强度都很差。
(2)耐高低温性能:硅橡胶可在-100℃-250℃长期使用,若适当配合的乙烯基硅橡胶可在250℃下工作数千小时,300℃下工作数百小时。
热空气老化后仍能保持橡胶特性,低苯基硅橡胶的玻璃化转变温度为-140℃,其硫化胶在-70℃-100℃下仍具有弹性,硅橡胶可耐数千度的瞬时高温。
(3)优异的耐臭氧老化、热氧老化、光老化和气候老化性能:硅橡胶硫化胶在自由状态下室外暴晒数千年后性能无显著变化。
(4)优良的电绝缘性能:硅橡胶硫化胶在受潮、遇水和温度升高时的电绝缘性能变化很小。
(5)特殊的表面性能:硅橡胶是疏水的,对许多材料不粘可起隔离作用。
(6)优异的生理惰性:硅橡胶无水、无毒,对人体无不良影响,具有良好的生物医学性能。
(7)良好的透气性:硅橡胶的透气率较普通橡胶大数十至数百倍,而且对不同气体的透气率差别较大。
(8)耐油耐辐射、耐燃烧等性能:硅橡胶具有优良的耐油、耐溶剂性能它对脂肪族、芳香族和氯化烃类溶剂在常温和高温下的稳定性非常好。
一般硅橡胶对低浓度的酸、碱有一定的抗耐性,对于乙醇、丙酮等介质也有较好的抗耐性,硅橡胶的耐辐射性能一般。
硅橡胶的研究进展硅橡胶是一种重要的有机高分子材料,具有优异的耐高温、耐低温、耐候、电气绝缘等特性,因此在航空航天、电子电气、汽车制造、医疗器械等领域得到广泛应用。
随着科学技术的发展,硅橡胶材料的研究和应用也在不断深入和发展。
目前,硅橡胶市场正面临着许多发展机遇和挑战。
其中,一些新型的硅橡胶材料和制备方法的出现,为硅橡胶的应用拓展了新的领域。
例如,以聚硅氧烷为软段、以聚硅氮烷为硬段的硅氮橡胶,具有优异的耐高温性能和机械强度,成为航空航天、汽车制造等领域的新宠。
此外,一些新的制备方法如微波辐射固化、等离子体表面修饰等,也为硅橡胶的制备和应用提供了新的可能。
为了更好地了解硅橡胶的研究现状和发展趋势,我们采用了文献调研和实验研究相结合的方法。
首先,我们对国内外相关文献进行了系统梳理和分析,了解硅橡胶的最新研究动态和发展趋势。
同时,我们也设计了一系列实验,对不同种类的硅橡胶材料进行了性能测试和表征,以便更好地掌握其内在规律和实际应用性能。
通过文献调研和实验研究,我们发现了一些有趣的事实。
首先,硅橡胶市场正在呈现出快速增长的趋势,特别是在一些新兴领域如新能源、环保等的应用前景非常广阔。
其次,新的硅橡胶材料和制备方法的研究也在不断进行,为硅橡胶的应用提供了更多的可能性。
最后,硅橡胶在生物医学领域的应用研究也正在深入开展,有望在医疗器械、生物材料等领域实现更多突破。
总之,硅橡胶作为一种重要的有机高分子材料,在多个领域的应用前景非常广阔。
随着科学技术的不断发展和进步,我们相信硅橡胶的研究和应用也将不断取得新的成果和突破。
未来的硅橡胶领域将更加注重材料的性能提升、制备方法的创新以及新应用领域的拓展,同时,还将大力加强硅橡胶在生物医学等领域的应用研究,为人类的生产和生活带来更多的便利和福祉。
此外,为了应对全球环境和资源的挑战,未来的硅橡胶研究将更加注重绿色、可持续发展。
通过采用环保型原料、优化制备工艺、减少生产过程中的能耗和排放等方式,提高硅橡胶的环保性能和生产效益。
表面技术第51卷第2期硅橡胶表面老化、改性与修复的研究潘伟斌1,万小东2,南敬2,成保拓1,代思雨1,吴仲岿1(1.武汉理工大学 材料科学与工程学院,武汉430070;2.电网环境保护国家重点实验室,武汉430074)摘要:主要探讨了硅橡胶表面产生电晕老化的原因和电晕老化的评估方法,并介绍了氢氧化铝(ATH)等无机填料对硅橡胶表面抗电晕老化改性的影响,归纳了硅橡胶表面紫外老化发生的机理以及相应的紫外老化评估手段。
另外,讨论了二氧化钛、二氧化铈等光屏蔽剂以及紫外线吸收剂对硅橡胶表面耐紫外辐照老化性能的作用,总结了硅橡胶表面出现热老化的原因、相应的热老化评估方法以及当前国内外改善硅橡胶表面耐热老化性能常用的方法。
论述了硅橡胶老化表面修复的最新研究进展。
最后,提出了目前国内外学者在硅橡胶表面老化研究方面存在的一些问题,并对未来的发展方向进行了展望。
关键词:硅橡胶;电晕老化;紫外老化;热老化;表面改性;表面修复中图分类号:TQ333.93文献标识码:A 文章编号:1001-3660(2022)02-0108-08DOI:10.16490/ki.issn.1001-3660.2022.02.010Research on Aging, Modification and Repair of Silicone Rubber Surface PAN Wei-bin1, WAN Xiao-dong2, NAN Jing2, CHENG Bao-tuo1, DAI Si-yu1, WU Zhong-kui1(1. School of Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China;2. State Key Laboratory of power grid environmental protection, Wuhan 430074, China)ABSTRACT: This paper mainly discusses the causes of corona aging on the surface of silicone rubber and the corresponding evaluation methods of corona aging, and introduces the influence of inorganic fillers such as aluminum hydroxide (ATH) on the modification of anti corona aging of silicone rubber surface; The mechanism of UV aging on the surface of silicone rubber and the corresponding evaluation methods of UV aging are summarized. In addition, the effects of light-shielding agents such as titanium dioxide, cerium dioxide and ultraviolet absorbers on the UV radiation aging resistance of silicone rubber surface are discussed; the reasons for thermal aging on the surface of silicone rubber, the corresponding evaluation methods of thermal aging and the common methods to improve the surface heat aging performance of silicone rubber are summarized. The latest research progress of aging surface repair of silicone rubber is discussed. Finally, some problems existing in the research of aging of silicone rubber surface by domestic and foreign scholars are put forward, and the future development direction is prospected.KEY WORDS: silicon rubber; corona aging; UV aging; thermal aging; surface modification; surface repair收稿日期:2021-03-15;修订日期:2021-06-07Received:2021-03-15;Revised:2021-06-07基金项目:电网环境保护国家重点实验室开放基金(GYW51201901305)Fund:Open Fund of State Key Laboratory of Power Grid Environmental Protection (GYW51201901305)作者简介:潘伟斌(1997—),男,硕士研究生,主要研究方向为高分子材料。
第27卷 第1期2006年2月特种橡胶制品Special P ur po se Rubbe r P roduc ts V o l .27 N o .1 F ebruary 2006硅橡胶膜的改性与应用研究进展范 敏,马文石,汪国杰(华南理工大学材料学院,广州 510640)摘 要:对近年来硅橡胶膜通过复合、辐射接枝、过氧化物引发接枝和等离子体聚合改性,以及改性硅橡胶膜在有机废水处理、发酵、离子传感器和膜激活器等方面的研究与应用进行了概述。
关键词:硅橡胶膜;改性;应用中图分类号:T Q333.93 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2006)01-0050-04收稿日期:2005-07-18作者简介:范 敏(1973-),女,湖南邵阳人,在读硕士研究生。
硅橡胶分子链由硅原子和氧原子交替组成,是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性材料,具有耐热、耐寒、抗水、高介电性、透气性以及与生物组织相容性等一系列优点,已广泛应用于能源、电子、化工、食品、医药、环保、生命科学等领域[1]。
将硅橡胶制备成膜材料,不但保持硅橡胶的基本性能,而且还能体现出膜的特性,大大拓宽了其应用范围,尤其是在一些普通高分子膜不能使用或应用效果不理想的场所,硅橡胶膜则能发挥良好的作用。
因此,近年来随着膜科学与技术的发展,对硅橡胶膜的研究与开发更是备受关注。
均质硅橡胶膜已经在气体或液体混合物浓缩、纯化或分离方面发挥了重要作用,但是均质硅橡胶膜存在成膜性和机械强度差等缺点。
为提高其性能,拓宽应用领域,改性硅橡胶膜已成为国内外膜科学与技术研究、开发的热点。
通过复合、辐射接枝、过氧化物引发接枝、等离子体聚合等方法所制得的改性硅橡胶膜性能得到显著提高。
本文对近年来国内外在硅橡胶膜复合改性与辐射接枝、过氧化物引发接枝和等离子体聚合改性,以及改性硅橡胶膜在有机废水处理、发酵、离子传感器和膜激活器等方面的研究与应用进行了概述。
1 硅橡胶膜的改性渗透性和选择性是膜的2个关键性参数。
为了使硅橡胶膜能达到优异的分离效果,人们一直在不断地探索新的改性方法,以提高硅橡胶膜的选择和渗透功能。
硅橡胶膜的改性方法主要有物理复合改性和化学改性2大类。
1.1 物理复合改性物理复合改性不使用化学手段,通常采用浸没涂敷或填充掺杂的方法来制备复合膜。
这样的制膜方法比较简单,所制得的复合膜在渗透性、选择性方面有了较大的提高。
硅沸石(silicalite )主要的化学成分是二氧化硅,它的骨架结构为-Si -O -Si -,具有优良的疏水性能,用它填充的硅橡胶可制备疏水性分离膜。
龙英才等人[2]先用107硅橡胶与交联剂混合,再将硅沸石加入并混合均匀,再脱气,然后在聚酯薄膜上涂覆成厚度大约150μm 的硅橡胶膜,经室温硫化8h 左右可获一定强度的疏水膜。
用此复合膜来分离乙醇/水体系,其分离系数α可达30,分离效果很好。
结构分析表明,硅沸石的结构是影响该复合膜分离性能的关键因素[2]。
不对称结构复合膜的开发是膜技术发展史上的一个重要突破。
这种膜的结构是一个薄的、致密皮层支撑在多孔亚层上,其中皮层和亚层是由不同的聚合物材料制备的。
由于薄皮层决定传递速率,亚层起支撑作用,因此这种不对称复合膜的渗透速率远大于相同厚度的均质对称膜。
这种复合膜还有另外一个优点,可以分别选用适当的皮层和亚层使之在选择性、渗透性、化学稳定性、力学强度等方面使膜的性能达到最优化。
张元琴等人[3]以24%聚砜、56%二甲基乙酰胺和20%乙二醇单甲醚配比所组成的膜液,采用特定的纺丝工艺,获得外壁光滑、壁厚薄适中、有一定强度的中空纤维基膜。
该基膜的纯水通量可达35×10-5kg /(m 2·Pa ·h ),截留率86%~95%,透气量1×10-7m 3/(m 2·s ·Pa )。
在此中空纤维基膜的内外表面再分别涂上一层均匀、一定厚度的2006年 范 敏等 硅橡胶膜的改性与应用研究进展51硅橡胶膜,则使它具有一定强度和富氧性能。
用此法制备的中空纤维复合膜的富氧浓度可达30%,富氧透气量为1.0×10-12m3/(m2·s·Pa)。
S.Kulprathipanja[4]以硅橡胶为皮层、多孔聚砜为亚层,制备了一种对二氧化硫、氨等极性气体有选择性的复合分离膜,对SO2/N2中分离系数为85。
而以聚乙二醇和硅橡胶的混合液来作皮层,所得的复合膜对SO2/N2中的选择系数则可达到4350。
继而他又先把聚砜亚层沉浸在甘油水溶液中处理后再涂覆皮层,所得的复合膜对SO2/N2中的选择系数进一步提高,可达30000。
肖通虎等[5]也开展了类似的工作,以硅橡胶膜作皮层,聚醚砜、聚砜、聚丙烯微孔膜作亚层,制备了一系列的复合膜,探讨了不同制备工艺条件对硅橡胶复合膜氧氮渗透分离性能的影响。
陈光文等[6]还用无机陶瓷膜作支撑体,采用热解法聚合制备出完整的硅橡胶/陶瓷复合膜。
该复合膜有良好的热稳定性,并且对O2/N2分离系数能达到纯硅橡胶膜的本征系数,适合在较高温度环境下的气体分离。
1.2 化学改性1.2.1 辐射接枝辐射接枝具有在不明显改变高分子材料机械性能的情况下,能够改变其表面特性,所以,辐射接枝在生物材料、医用材料、包装材料的制备中具有广阔的应用前景。
N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)具有良好的亲水性和优越的生理相容性,吸水后能形成稳定的水凝胶,并可降低材料的表面张力,有利于小分子的渗透、扩散和迁移。
因此,将NVP接枝到硅橡胶膜上,能使硅橡胶膜具有更好的生理相容性和抗凝血性能。
H.Yasnda[7]曾以电子加速器为辐射源,将NV P接枝到聚二甲基硅氧烷上,并探讨了在NVP溶液体系中引入不同浓度的Cu2+对接枝率的影响,结果表明,在一定的范围内可以通过提高铜离子溶液浓度来提高NVP接枝率。
这为辐射接枝水凝胶制备亲水性生物材料提供了重要的实验依据。
Buddy D Ratne r[8]以水为溶剂,通过辐射法,把NVP接枝到没有增强的硅橡胶基材上,所得接枝共聚物具有亲水性,并且其亲水性与所接枝的NVP的量成正比。
方月娥等[9]利用γ-射线辐射,在硫化硅橡胶的同时,将NVP接枝到甲基乙烯基硅橡胶膜上,获得了表面改性的硅橡胶膜。
聚氮异丙基丙烯酰胺(PNIPAA m)是一种可逆性的热敏感性聚合物水凝胶,它在低于其临界溶解温度时在水中溶解/溶胀,而在温度高于临界溶解温度时在水中沉淀/消溶胀,因此它可以应用在生物活性物质的固定化、分子生物的分离和药物缓释体系中。
可用辐射接枝法把温度敏感性PNIPAAm接枝到硅橡胶膜上,使接枝后的硅橡胶膜表面也同样具有温度敏感性。
但是,在接枝过程中,如果使用NIPAAm的纯水溶液,不管是在有氧或无氧的条件下进行硅橡胶的γ辐射接枝,都只发生单体均聚。
实验发现辐射接枝时在水溶液中加入适量的Fe3+或Cu2+可以抑制单体均聚,并且接枝率随吸收剂量的增加而增加,但随吸收剂量率的增加反而会下降;而增大单体的浓度和加入少量无机酸则能提高接枝率[10]。
1.2.2 过氧化物引发接枝硅橡胶膜表面通常是疏水性的,作为生物材料使用时与细胞之间的亲和性差,难以满足生物要求,而采用过氧化物引发接枝改善其表面性能是常用的方法之一。
S.D.Lee等人[11]将硅橡胶膜用氩等离子体处理后,使膜表面产生过氧化物,再将甲基丙烯酸羟乙酯单体接枝聚合到该膜的表面,表面改性后的硅橡胶膜既有疏水性又有与细胞之间的亲和性。
研究表明,当被接枝到硅橡胶膜上的聚甲基丙烯酸羟乙酯为55~75μg/cm2时,可为基层组织提供吸附和成长的最佳环境,可应用于人工角膜。
这对开发人工角膜提供了很好的实验依据。
李军等[12]采用γ射线先把硅橡胶膜进行预辐射,使之生成过氧化物,并以此过氧化物来引发接枝反应。
实验表明,引发接枝反应的活性中心就是过氧化物ROOH分解时产生的RO·成为引发的活性源。
1.2.3 等离子体聚合等离子体聚合有机膜的方法源于20世纪60年代,其优点是工序简单、膜层紧密、均匀、无针孔、与基片结合牢固,很容易得到微米级厚度的超薄有机膜层。
运用等离子体聚合法,还可以制备那些用常规方法难以聚合且需要掺杂功能基团的有机高分子材料。
周金芳[13]以六甲基硅醚和含苯环的有机物单体为原料,采用等离子体化学气相沉积法,制备了掺有苯环的超薄有机硅膜。
这种掺杂的有机硅52 特种橡胶制品第27卷 第1期膜硬度与金属Ni很相似,其维氏硬度约为1568N/cm2,有很好的强度和耐磨性能[13]。
该研究结果对等离子体聚合超薄有机硅膜在电子、医学工程等领域中的应用具有重要意义。
齐尚奎等[14]以六甲基二硅氧烷为原料,在等离子体放电环境下使它直接聚合沉积在聚酯薄膜表面,通过控制高纯氧的量来获得不同聚硅氧烷沉积膜,用原子力显微镜观察了不同条件下所获得的有机聚硅氧烷膜的微观形貌。
陈晓东等[15]利用甲醇等离子体对硅橡胶进行表面亲水改性,改性后的硅橡胶有良好的表面亲水性,并能较好地保持亲水性能。
2 应用2.1 浓缩、分离与回收硅橡胶同其他高分子材料相比,具有极为优良的透气性,室温下对氮气、氧气和空气的透过量比天然橡胶高30~40倍,比丁基橡胶则要高600~800倍,并且它对不同的物质透过系数有很大的差别。
这为硅橡胶膜用于气体、液体混合物的浓缩、分离与回收提供了依据。
对于硅橡胶膜在气体混合物的分离应用方面在前面复合改性中已作了简要介绍[2~6],在此就不再赘述。
以下着重介绍硅橡胶膜在有机废水回收、乙醇和氢气发酵生产等方面的应用。
2.1.1 有机废水的回收处理由于硅橡胶膜具有不透无机盐成分、疏水性和对挥发性有机化合物有较高的选择透过性等优点,所以它在有机废液回收利用中发挥重要作用[16,17]。
苯酚是一种低挥发性有机物,残留于废水中对环境造成严重污染。
呈弱酸性的酚类混合物在碱性环境中被中和而电离成离子,而在酸性环境中又还原为有机酸。
利用上述水解平衡的特点,S.Han等人[17]研制了一种芳香酸膜分离回收装置,通过添加盐酸和氢氧化钠来控制平衡反应的方向,用无孔硅橡胶膜来分离反应产物,苯酚的回收率可高达94%以上[17]。
利用硅橡胶膜生物反应器和培养液对工业废水进行生化处理,是污水处理的重要手段。
在硅橡胶膜管的外表面培植一些生物细菌溶液,使有机污染物先穿透膜管壁,在硅橡胶薄膜中生物降解,可使苯酚的降解率达到98.5%,而且有80%的碳被分解成二氧化碳,充分体现了硅橡胶膜技术的节能和高效[18]。
肖泽仪等人采用新型的管束式和卷绕式硅橡胶膜构造的膜反应器,对含有甲苯、二氯乙烷和一氯苯的有机废液进行生物降解,取得了良好的效果[19]。
将无孔硅橡胶膜与网状不锈钢多孔膜结合起来使用,则可以克服硅橡胶膜在使用过程中因膨胀而导致膜通量下降等缺点[20]。