加成型室温硫化硅橡胶力学特性的影响规律
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室温硫化硅橡胶逆反应室温硫化硅橡胶是一种高分子聚合物,具有非常优异的物理力学特性和化学性能。
它主要用于制造各种橡胶制品,如密封垫圈、O形圈、管道密封圈等,并广泛应用于汽车、航空航天、医疗、建筑等领域。
室温硫化硅橡胶具有较高的化学惰性和热稳定性,但在一定条件下仍可能发生逆反应。
室温硫化硅橡胶逆反应是指在长期储存或使用过程中,硅橡胶发生破坏或分解的现象。
这将导致橡胶制品的性能下降,如硬度下降、裂纹、老化等,从而影响制品的使用寿命和质量。
室温硫化硅橡胶逆反应的原因是多种多样的,主要包括以下几个方面:1. 湿度:室温硫化硅橡胶容易吸收空气中的水分,当湿度过高时,会导致橡胶中加速剂和硬化剂的分解,从而引起逆反应。
2. 温度:室温硫化硅橡胶的稳定性与其存放的温度有关。
当室温硫化硅橡胶存放在高温环境中时,会导致硫化反应的加速,从而使橡胶与空气中的氧气反应,出现逆反应。
3. 氧气:室温硫化硅橡胶容易与空气中的氧气反应形成氧化产物。
这些氧化产物具有不稳定性,容易分解,在一定条件下,会引起逆反应。
4. 其他因素:如橡胶质量、硬化剂、加速剂类型和质量等,也会影响室温硫化硅橡胶的稳定性和反应性,从而引起逆反应。
为了避免室温硫化硅橡胶逆反应,需要注意以下事项:1. 避免长时间暴露在高温、高湿的环境中。
2. 尽量避免接触空气,存储时可以使用真空包装或其他密封措施。
3. 合理选择硬化剂和加速剂,并按正确比例混合。
4. 定期检查存储和使用的室温硫化硅橡胶,及时处理橡胶制品出现老化、破坏等情况。
总的来说,室温硫化硅橡胶逆反应虽然在制造和使用过程中会出现,但是只要注意存储环境和质量控制,可以有效地避免和减少逆反应的发生,从而延长橡胶制品的使用寿命和保证质量。
硫化压力对胶料性能的影响摘要:通过在试验过程中改变天然橡胶胶料的硫化压力,得出硫化压力在硫化过程中的变化规律和硫化压力的变化对胶料性能和减震橡胶产品性能的影响,并初步分析了其产生的原因。
关键词:硫化压力;交联密度;硫化体系橡胶件硫化的三大工艺参数是:温度、时间和压力。
其中硫化温度是对制品性能影响最大的参数。
温度对橡胶制品的影响,在很多文献资料中都可以查找得到,但是很多文献都忽略了硫化压力对胶料硫化的影响。
橡胶硫化压力,是保证橡胶零件几何尺寸、结构密度、物理机械性能的重要因素,同时也能保证零件表面光滑无缺陷,达到制品的密封、气密的要求。
硫化压力并不是随意的,硫化压力过大除了能损坏模具、设备、消耗电能外,同样也会影响制品的性能。
带骨架件会损坏骨架。
压力小了会直接影响制品几何尺寸和物理机械性能。
橡胶制品需要硫化压力的目的一般认为是:(1)防止胶料气泡的产生,提高胶料的致密性;(2)使胶料流动,充满模腔;(3)提高附着力,改善硫化胶物理性能[1]。
而国外在研究硫化压力时,已经不单单局限于我们上面的一些研究,已经通过调整硫化压力的大小来达到产品的一些特殊性能的要求,根据本人掌握的情况,国外橡胶厂家有如下一些对于硫化压力的共识。
(1)模压及移模注压的硫化方式,其模腔内的硫化压力为:10~20Mpa。
(2)注压硫化方式其模腔内的硫化压力为:0~150Mpa。
(3)随着硫化压力的增大,产品的收缩率和产品的静态刚度有如图1的变化。
图1硫化压力与产品的径向刚度和胶料收缩率之间的关系图从图1中可以明显的看到,随着硫化压力的增大,其产品的静态刚度在逐渐增大,而随着硫化压力的增大,其胶料的收缩率在逐渐的减小。
在国内的减振橡胶行业内,对于调整产品的刚度,普遍采用的依然是增加或者降低产品所使用的胶料硬度,而在国外,已经普遍采用了提高或者降低产品硫化时的胶料硫化压力来调整产品的静态刚度。
(4)随着胶料的硫化压力不断提高,其胶料的收缩率会出现如图2的现象:图2产品硫化压力与胶料的收缩率之间的关系图随着硫化压力的不断提高,产品胶料的收缩率会出现一个反常的现象,即当产品胶料的硫化压力达到83Mpa 时,产品胶料的收缩率为0,若产品胶料的硫化压力继续不断上升,产品胶料的收缩率会出现负值,也就是说,在这种超高的产品胶料硫化压力下,产品硫化出来经停放后,其橡胶部分的尺寸比模具设计的尺寸还要大。
室温硫化硅橡胶的性能及使用注意问题室温硫化硅橡胶(RTV)在分子链的两端(有时中间也有)各带有一个或两个官能团,在一定条件下(空气中的水分或适当的催化剂),这些官能团可发生反应,从而形成高分子量的交联结构。
按其硫化机理可分为缩合型和加成型;按其包装方式可分为双组分和单组分两种类型。
双组分缩合型室温硫化硅胶是最常见的一种室温硫化硅橡胶,其生胶通常是羟基封端的聚硅氧烷,再与其它配合剂、催化剂相结合组成胶料,这种胶料的粘度范围可从100厘沲至一百万厘沲之间。
硫化方式缩合型单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应靠空气中的水分进行引发。
缩合型双组分室温硫化硅橡胶的硫化反应靠空气中的水分和催化剂来进行引发。
通常是将硅生胶、填料、交链剂作为一个组分包装,催化剂单独作为另一个组分包装,或采用其它的组合方式。
无论采用何种包装方式,只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。
加成型双组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是通过硅氢键和硅乙烯基在铂金属催化剂存在下进行加成反应完成的。
交联剂缩合型硅橡胶常用的交联剂是正硅酸乙酯。
并根据所需最终产品的性质加入适当的填充剂和添加剂。
加成型硅橡胶的交联剂一般为低聚体硅氢化合物。
采用铂进行催化。
硫化时间双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。
催化剂用量越多硫化越快,同时搁置时间越短。
双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间。
性能及应用双组分室温硫化硅橡胶可在一65~250℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。
各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。
可以提高性能和稳定参数。
双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。
双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能,加上硫化时收缩率极小,因此,适合于用来制造软模具,用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。
第1期MQ 树脂补强加成型室温硫化硅橡胶的性能研究周玲娟,纪 乐,王庭慰3(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009) 摘要:以MQ 树脂为补强剂制备加成型室温硫化(R TV )硅橡胶,研究硅氢基(Si H )与硅乙烯基(SiVi )摩尔比、乙烯基硅油配比及MQ 树脂用量对加成型R TV 硅橡胶物理性能和电绝缘性能的影响。
结果表明,当Si H/SiVi 摩尔比为1.2~1.4、乙烯基质量分数为0.007和0.02的乙烯基硅油的质量比为7/1、MQ 树脂用量为25份时,所制备的加成型R TV 硅橡胶具有良好的物理性能和电绝缘性能。
关键词:MQ 树脂;加成型室温硫化硅橡胶;电绝缘性能中图分类号:TQ330.38;TQ333.93 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2008)0120031203 基金项目:国防科学技术工业委员会资助项目(J PPT 21152489) 作者简介:周玲娟(19822),女,江苏镇江人,南京工业大学在读硕士研究生,主要从事硅橡胶的性能研究。
3通讯联系人 与缩合型室温硫化(R TV )硅橡胶相比,加成型R TV 硅橡胶在硫化过程中无副产物,收缩率极小,能深层硫化,且催化剂用量小,单体转化率高,交联密度和硫化速度易于控制,综合性能优异[1]。
加成型R TV 硅橡胶已广泛用于制备绝缘材料及高纯度、高透明、高精密橡胶制品。
未补强的硅橡胶强度很低,需要加入白炭黑、MQ 树脂等补强填料以提高物理性能。
MQ 树脂是由四官能度硅氧烷缩聚链节(Q )与单官能度硅氧烷链节(M )构成的有机硅树脂。
与白炭黑相比,MQ 树脂加入后,体系的粘度增幅很小,所制备的材料具有良好的透光性。
本工作研究含氢硅油中硅氢基(Si H )与乙烯基硅油中硅乙烯基(SiVi )摩尔比、乙烯基硅油配比及MQ 树脂用量对加成型R TV 硅橡胶物理性能和电绝缘性能的影响。
1 实验1.1 主要原材料乙烯基硅油,牌号D Y 2V401,乙烯基质量分数为0.07,山东大易化工有限公司产品;牌号KY 2205,乙烯基质量分数为0.02,常州市科源化工有限公司产品。
硫化胶的力学性能硫化胶能作为结构材料应用,首先在于它具有独特的性能:在很小的机械作用下,变形可高达百分之数百而不损坏;在机械作用下,形状发生变化而体积保持不变:除去外力后,能恢复原来的形状:在变形过程中吸收机械能,在随后的恢复中又释放出机械能。
硫化胶的力学性能和金属的性能截然不同,金属在其变形不大于1%的情况下,才能保持弹性和具有高的抗变形性。
塑料和化学纤维与硫化胶的区别在于:它们除去机械力后,不能迅速恢复原来的形状。
硫化胶的力学性能决定于它的高弹性和松弛性质,即决定于应力与负荷作用的时间和变形速度的依赖关系。
在静态和动态负荷下,硫化胶均呈现出这些性质。
硫化胶力学性能的研究,是以研究其物理和化学结构、高弹变形和松弛过程的性质为基础的。
虽然有许多著作研究了分子水平或超分子水平的橡胶结构与性能之间的关系,但所得结果尚不能具体地预告成分复杂的复合材料——硫化胶的力学性能。
因此,虽然在大多数情况下,在理论上可以解释具体硫化胶力学行为的特点,但却不能作为制备具有指定力学性能的硫化胶的充分根据。
下面阐述硫化胶的力学性能与橡胶品种、胶料配方以及制品所用胶料的工艺特点的关系。
这里所介绍的在静态和动态负荷下,硫化胶行为的主要规律性,仅只是对于制造具有指定力学性能的硫化胶时,为解决工艺方面问题所必需的。
硫化胶在静态负荷下的力学性能硫化胶在静态负荷下,具有强度和弹性松弛两种性能。
强度性能指标表示硫化胶在机械力的作用下,抵抗破坏的能力。
通常测定拉伸强度(fg)和撕裂强度(B)。
硬度、蠕变和应力松弛指标表示弹性松弛性能。
常常用拉伸强度指标作为标准,比较鉴定不向的硫化胶和控制硫化胶的质量。
这种方法骤然看来似乎是错谬的,因为橡胶制品在使用条件下,不会发生在做拉伸强度试验时出现的那样大的变形。
但是许多橡胶制品的实际使用寿命与拉伸强度和撕裂强度却有比例关系。
例如,变形受骨架材料限制的通旧运输带复盖胶的耐磨性和硫化胶的拉伸强定戒正比。
室温硫化硅橡胶(RTV)在分子链的两端(有时中间也有)各带有一个或两个官能团,在一定条件下(空气中的水分或适当的催化剂),这些官能团可发生反应,从而形成高分子量的交联结构。
按其硫化机理可分为缩合型和加成型;按其包装方式可分为双组分和单组分两种类型。
概述加成型室温胶是以具有乙烯基的线性聚硅氧烷为基础胶,以含氢硅氧烷为交联剂,在催化剂存在下于室温至中温下发生交联反应而成为弹性体。
它具有良好的耐热性、憎水性、电绝缘性,同时由于活性端基的引入,使其具有优异的物理机械性能,尤其是在抗张强度、相对伸长和撕裂强度上有了明显的提高。
它适用于多种硫化方法,如辐射硫化、过氧化物硫化及加成型硫化,广泛用于耐热、防潮、电绝缘、高强度硅橡胶制品等方面。
缩合型室温硫化硅橡胶是以硅羟基与其他活性物质之间的缩合反应为特征,于室温下即可交联成为弹性体的硅橡胶,产品分为单组份包装和双组份包装两种形式。
单组分室温硫化硅橡胶单组分室温硫化硅橡胶(简称RTV-1胶)是缩合型液体硅橡胶中主要产品之一。
通常由基础聚合物、交联剂、催化剂、填料及添加剂等配制而成。
产品包装在密封软管中,使用时挤出,接触空气后能自行硫化成弹性体,使用极为方便。
硫化胶能在(–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,能耐水,耐臭氧,耐气候老化,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复,包封材料起绝缘,防潮,防震作用;作为半导体器件的表面保护材料;也可作为密封填隙料及弹性粘接剂等。
电子器材东莞天诺科技TN-668RTV硅橡胶电气、电子器材用RTV硅橡胶可用于与金属直接接触作为绝缘材料,也可用于电子和通信器材、仪器仪表的浇注、密封作为绝缘、防震、防潮的密封材料。
市场上已有各种不同黏度及硫化后不同性能的品种、牌号。
使用时以硫化剂用量调节施工操作时间及硫化速度。
电性能缩合型双组分RTV硅橡胶作为绝缘、防潮、防震等灌注和填充料,与其他绝缘材料比较,觉有良好的电性能,特点是介电常数、介电损耗角正切等介电性能比其他材料都小,并且对频率和温度变化稳定,耐电晕、耐电弧。
室温硫化硅橡胶简介及其分类室温硫化硅橡胶(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、如压即可就地固化,使用极其方便。
因此,一问世就迅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粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料,在各行各业中都有它的用途。
室温硫化硅橡胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅橡胶,按硫化机理又可分为缩合型和加成型。
因此,室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型,即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室温硫化硅橡胶。
这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其特点:单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便,但深部固化速度较困难;双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热,收缩率很小,不膨胀,无内应力,固化可在内部和表面同时进行,可以深部硫化;加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度,因此,利用温度的调节可以控制其硫化速度。
在众多的合成橡胶中,硅橡胶是在其中的佼佼者。
它具有无味无毒,不怕高温和抵御严寒的特点,在摄氏三百度和零下九十度时“泰然自若”、“面不改色”,仍不失原有的强度和弹性。
硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。
由于具有了这些优异的性能,使得硅橡胶在现代医学中获得了十分广泛又重要的用途。
近些年来,由医院、科研单位和工厂共同协作,试制成功了多种硅橡胶医疗用品。
硅橡胶防噪音耳塞:佩戴舒适,能很好的阻隔噪音,保护耳膜。
硅橡胶胎头吸引器:操作简便,使用安全,可根据胎儿头部大小变形,吸引时胎儿头皮不会被吸起,可避免头皮血肿和颅内损伤等弊病,能大大减轻难产孕妇分娩时的痛苦。
硅橡胶人造血管:具有特殊的生理机能,能做到与人体“亲密无间”,人的机体也不排斥它,经过一定时间,就会与人体组织完全事例起来稳定性极为良好。
硅橡胶鼓膜修补片:其片薄而柔软,光洁度和韧性都良好。
硫化对结构与性能的影响:在橡胶制品生产过程中,硫化是最后一道加工工序。
在这道工序中,橡胶经过一系列复杂的化学反应,由线型结构变成体型结构,失去了混炼胶的可塑性具有了交联橡胶的高弹性,进而获得优良的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能提高橡胶制品的使用价值和应用范围。
硫化前:线性结构,分子间以范德华力相互作用;性能:可塑性大,伸长率高,具有可溶性;硫化时:分子被引发,发生化学交连反应;硫化后:网状结构,分子间以已化学键结合;结构:(1)化学键;(2)交联键的位置;(3)交联程度;(4)交联;性能: (1)力学性能(定伸强度.硬度.拉伸强度. 伸长率.弹性) (2)物理性能(3)化学稳定性硫化后;湛江市伟达机械实业有限公司橡胶的性能变化:以天然橡胶为例,随硫化程度的提高;(1)力学性能的变化(弹性. 扯断强度. 定伸强度. 撕裂强度. 硬度)提高(伸长率. 压缩永久变形. 疲劳生热)降低(2)物理性能的变化透气率、透水率降低不能溶解,只能溶胀耐热性提高(3)化学稳定性的变化化学稳定性提高,原因a. 交联反应使化学活性很高的基团或原子不复存在,使老化反应难以进行b . 网状结构阻碍了低分子的扩散,导致橡胶自由基难以扩散橡胶硫化条件的选取及确定一、硫化压力(1)橡胶制品硫化时都需要施加压力,其目的是:a.防止胶料产生气泡,提高胶料的致密性;b.使胶料流动,充满模具,以制得花纹清晰的制品c.提高制品中各层(胶层与布层或金属层、布层与布层)之间的粘着力,改善硫化胶的物理性能(如耐屈挠性能)。
(2)一般来说,硫化压力的选取应根据产品类型、配方、可塑性等因素决定。
(3)原则上应遵循以下规律:可塑性大,压力宜小些;产品厚、层数多、结构复杂压力宜大些;薄制品压宜小些,甚至可用常压硫化加压的方式有以下几种:(1) 液压泵通过平板硫化机把压力传递给模具,再由模具传递给胶料(2) 由硫化介质(如蒸汽)直接加压(3) 由压缩空气加压(4) 由注射机注射湛江市伟达机械实业有限公司二、硫化温度和硫化时间硫化温度是硫化反应的最基本条件。