导热硅橡胶的老化性能研究

硅橡胶老化性能研究及寿命预测摘要：采用加速老化试验方法对硅橡胶的热氧老化性能进行了研究，以获得不同老化温度及老化时间对硅橡胶力学性能的影响规律，并利用Arrhenius方程对热空气老化环境下的硅橡胶使用寿命做出预测。

结果表明，硅橡胶在热空气中老化时，随老化温度的升高和老化时间的延长，材料的拉伸强度和断裂伸长率均降低; 分别以拉伸强度和断裂伸长率作为考察指标做出寿命预测，推算出的寿命分别约为15a和16.4a。

关键词：硅橡胶；老化性能；寿命预测前言：硅橡胶以线型聚硅氧烷为生胶，通过填充填料并与其他助剂混炼后，再在一定条件下硫化，得到弹性态的硫化胶。

其主要成分聚硅氧烷是以交替Si-O为主链、侧链为有机基团的半无机半有机线性高分子，因此，硅橡胶具有许多优异的性质，硅橡胶兼具有机高分子和无机物的优异性能。

硅橡胶凭借其独特的性能，已广泛应用于社会生产生活中的各个领域，尤其在国防建设。

尖端科技发展等领域发挥着不可替代的作用。

但由于橡胶在贮存过程中会逐渐变质，其各项性能会随着时间增加而逐渐下降，甚至失去使用价值。

目前针对材料老化寿命的研究方法使用较多的是通过热空气老化测定橡胶选定性能的变化及达到指定临界值的时间，并利用Ar-rhenius方程来推算橡胶的贮存寿命。

国家标准GB/T20020-2005详细阐述了应用该方程推算寿命的方法。

本文使用该方法研究了硅橡胶的老化性能，并对硅橡胶使用寿命进行了评估，有利于硅橡胶产品生产过程中改进性能。

改善质量，为硅橡胶交付产品确定保险期(寿命)，同时为其应用提供实验研究数据参考和理论依据。

1. 硅橡胶的耐热氧老化性硅橡胶在高温下的老化性能与其分子结构和环境条件密切相关，通常硅橡胶在高温下发生主链降解和侧基氧化反应。

端基为硅羟基（Si-OH）的硅橡胶的主链断裂降解方式存在；而端基为乙烯基（Si-C=C）的甲基硅橡胶可以采用无规断裂方式降解，也可以按残余催化剂参与解扣的方式降解。

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。

K-5204K导热硅胶是一种优质的导热材料，具有良好的导热性能和优异的耐热性能，被广泛应用于电子设备、散热模块、电脑硬件等领域。

其导热系数是评价导热材料导热性能的重要指标之一，本文将对K-5204K导热硅胶的导热系数进行深入探讨。

一、K-5204K导热硅胶的基本介绍K-5204K导热硅胶是一种由硅橡胶基体和高导热性金属氧化物填料组成的导热材料。

该材料具有良好的导热性能和优异的绝缘性能，被广泛应用于电子设备、散热模块、电脑硬件等领域。

K-5204K导热硅胶不仅具有良好的导热性能，还具有良好的耐热性能、耐寒性能和耐老化性能，能够在恶劣的环境下稳定工作。

二、导热系数的概念导热系数是评价导热材料导热性能的重要指标之一。

导热系数越大，则材料的导热性能越好。

导热系数通常用λ表示，单位是W/(m·K)。

导热系数是指在单位温度梯度下，单位厚度的材料中，单位时间内单位面积上的热量传导量，可以用来衡量材料导热的能力。

三、K-5204K导热硅胶的导热系数K-5204K导热硅胶的导热系数非常优异，通常在1.0-3.0W/(m·K)之间。

这一导热系数表明K-5204K导热硅胶具有良好的导热性能，能够有效地传导热量，使设备散热效果更好。

K-5204K导热硅胶的导热系数还表明其在实际应用中可以更好地满足设备的散热需求，确保设备的稳定、高效工作。

四、导热系数与K-5204K导热硅胶的应用K-5204K导热硅胶的优异导热系数使其被广泛应用于电子设备、散热模块、电脑硬件等领域。

在这些领域中，设备的稳定工作和散热效果对于设备的性能和寿命具有非常重要的影响，而K-5204K导热硅胶的优异导热性能能够有效提高设备的散热效果，确保设备的稳定高效工作。

K-5204K导热硅胶在电子设备、散热模块、电脑硬件等领域中得到了广泛的应用。

五、K-5204K导热硅胶的市场前景随着电子设备、散热模块、电脑硬件等领域的持续发展，对散热材料的需求也在不断增加。

浙江大学
硕士学位论文
导热硅橡胶的制备及性能姓名：韩雄炜
申请学位级别：硕士
专业：化学工程
指导教师：申屠宝卿
20060701
浙江大学硕士学位论文
表３．３列出了偶联剂种类对导热硅橡胶力学性能及导热系数的影响。

可以看出，经偶联剂处理的石墨可不同程度地提高导热硅橡胶的力学性能，表面处理剂对导热系数略有影响。

硅烷偶联剂ＫＨ－５７０，ＫＨ．５５０处理石墨填充硅橡胶的导热性比未处理石墨略差；钛酸酯偶联剂ＮＤＺ．１３１，ＮＤＺ－１０５，ＮＤＺ－４０ｌ处理石墨填充硅橡胶的导热性与未处理石墨相近，其中经钛酸酯偶联剂ＮＤＺ－１０５，ＮＤｚ．４０１处理后硅橡胶导热系数稍高于未处理硅橡胶。

（ａ）未处理石墨ｌ（ｂ）未处理石墨２
（ｃ）ＫＨ５５０处理石墨ｌ（ｄ）ＫＨ５５０处理石墨２
（ｅ）ＮＤＺｌ０５处理石墨Ｉ（ｆ）ＮＤＺｌ０５处理石墨２
图３．１不同偶联剂处理石墨填充硅橡胶的ＳＥＭ照片为迸一步研究石墨在硅橡胶中的分散情况，用扫描电镜观察了样品的形貌，。

橡胶材料加速老化试验与寿命预测方法研究进展摘要：橡胶材料作为一种高分子材料，通病是易老化，在使用及贮存过程中，其性能会随着时间的增加而逐渐下降，甚至丧失使用性能。

自从20世纪60年代报道了橡胶制品在使用过程中因老化现象而造成了巨大的经济损失后，人们广泛开展了自然老化和加速老化方法研究。

自然条件下橡胶的老化通常需要几年的时间，因此利用加速老化方法以进行橡胶材料的老化性能研究成为一种切实可行的办法。

关键词：橡胶材料；加速老化试验；寿命预测方法；橡胶作为高分子三大合成材料之一，通病是易于老化，在使用及贮存过程中，其性能会随着时间的增加而逐渐下降，甚至丧失使用性能，因此橡胶件是影响装备贮存寿命的薄弱环节。

一、橡胶材料加速老化试验1.橡胶材料加速老化试验方法。

在加速老化试验方法研究方面，人们最为常用的是烘箱加速老化试验、湿热老化试验方法。

曾有人设想利用反应机理和分子结构参数模拟橡胶的贮存和使用条件，直接将计算机作为一个“老化箱”进行老化试验，目前这种方法还存在困难。

1）热空气加速老化试验：橡胶材料在贮存条件下主要是热氧老化，其作用机制是热的作用将加速橡胶材料交联、降解等化学变化，宏观表现出物理机械性能的改变，某些性能与老化时间呈单一变化，如：扯断伸长率、应力松弛系数、压缩永久变形率等。

2）湿热老化试验：湿度会使橡胶试样膨胀，分子链间的空隙增大，暴露出较多的分子弱键，增加分子链的应力；使橡胶中的配合剂易扩散损失，促进含卤素链释放卤化氢；使变价金属起催化活化作用；使含酯、醚、酰胺基团的链发生水解反应；加速臭氧氧化的作用。

2.贮存环境对橡胶老化的影响。

1）温度的影响：橡胶属于高度交联的无定形聚合物，使用环境应保证其处于高弹状态，使用温度须高于玻璃化温度、低于粘流温度及分解温度。

温度升高，高分子链的运动加剧，一旦超过化学键的离解能，就会引起高分子链的热降解或基团脱落，从而使材料的物理性能发生显著改变。

因此，温度是贮存试验的主要条件和影响因素之一，它对橡胶的老化有很大影响。

硅橡胶的导热性能与散热应用研究导热性能是指材料传递热能的能力，对于一些需要散热的应用来说，如电子产品、汽车零部件等，导热性能成为了一个重要指标。

硅橡胶是一种具有良好导热性能的材料，因此在散热领域中有着广泛的应用。

首先，让我们了解一下硅橡胶的导热性能。

硅橡胶具有独特的化学结构和物理性质，其中包含大量的硅-氧键以及有机基团。

这些硅-氧键和有机基团的结合使硅橡胶既具有良好的柔韧性和弹性，又具备优异的导热性能。

硅橡胶在高温和低温环境下均能保持稳定的导热性能，这使得它在各种极端工作环境中都能发挥良好的散热效果。

硅橡胶的导热性能不仅取决于其化学结构，还与其导热机制密切相关。

硅橡胶的导热机制主要包括晶粒扩散、载流子传导和辐射传热。

晶粒扩散指的是热量通过晶粒之间的跳跃传递，而载流子传导是指热量通过硅橡胶中的自由载流子传递。

辐射传热则是指热量通过辐射作用在硅橡胶中传递。

这些导热机制共同作用，使得硅橡胶具有较高的导热性能。

硅橡胶的导热性能使得它在散热领域中具有广泛的应用。

以电子产品为例，如智能手机、电脑等，高性能处理器的运行会导致大量的热量，如果不能及时散热，会对设备的正常工作和寿命产生影响。

在这种情况下，硅橡胶作为散热材料被广泛应用。

硅橡胶导热垫片、导热硅胶脂等配件可以加强电子设备与散热片之间的热传递，有效降低设备温度，提高工作效率和稳定性。

此外，硅橡胶在汽车零部件领域也有重要的应用。

汽车发动机、制动系统等部件的工作会产生大量热量，需要经过散热系统及时降温。

硅橡胶作为散热材料，可以用于散热片、散热垫、散热管等部件，提高汽车零部件的散热效果，保证汽车的正常运行。

为了提高硅橡胶的导热性能和散热效果，研究人员进行了一系列的实验和研究。

其中一个关键的研究方向是改善硅橡胶的导热性能。

例如，可以通过添加导热填料，如金属氧化物或碳纳米管等，来提高硅橡胶的导热性能。

这些导热填料可以增加硅橡胶中的热传导路径，从而提高导热性能。

此外，还可以通过调整硅橡胶的化学结构，优化其导热性能。