高阻尼硅橡胶的研究_何道纲
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第35卷第4期2420年12月西南科技大学学报Joornai of Southwest Universith of Sciencc and TechgologyVoi.35No.4Dec.2024单/双苯基共混硅橡胶的阻尼性能研究王志勇1芦艾42沈思敏1熊雨琪1(4西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621410;2.中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳571700)摘要:采用单苯基硅橡胶与双苯基硅橡胶共混的方式制备了苯基硅橡胶阻尼材料,分别研究了组成及交联程度对共混橡胶阻尼及拉伸性能的影响。
介电分析结果表明,在单苯基硅橡胶中加入质量分数24%-80%的双苯基硅橡胶时,均出现了双损耗峰,说明该体系发生了明显的相分离现象;在单/双苯基硅橡胶以80/24和60/44比例共混时,其拉伸力学性能较单苯硅橡胶略有提高;共混硅橡胶在硫化剂用量为0.5份/100份时,有效阻尼温域达到234C,随着硫化剂用量增加,有效阻尼温域明显降低。
交联程度对相分离结构影响较小,随着交联程度的增加,材料的拉伸力学性能增强,但是阻尼性能下降较为明显。
关键词:苯基硅橡胶相分离阻尼性能交联程度中图分类号:TQ333文献标志码:A文章编号2671-8755(2020)03-0013-06Sthdy on Damping Praperhet of Mono-diphenyl Blendes Silicone RubbeaWANG Zhiyovg1,LU Ai42,SHEN Simiu1,XITNG Yuqi1(1 .SchooO of MateriaOt Science aad Ennineerinn,Southwest University of Science an Technologa,Mianyang621010 ,Sichuan,China;2.Institute eg Chemical Materialt,China Achaem,,of EngineeCngPhysics,MiaTl l y aTlg621977,Sichuan,China)Abstracl:The methoO of blecging singic phenyl silicouc ruUbce with diphenyl silicouc ruUbce was dPopeC O x prepare phenyl sUiconc runbcv damping materiais ang the effecis of composition ang deprec of cross-linging on the damping ang tecsiic propeAics of the blengeC ruUbo were stuUieC AspectOPy.The results of dielectoc analysis show that dopUIe-loss peaPs appeae when mass fraction22%-88%of diphnyl siii-conc ruUbp is aPdeC to mono-phenyl silicone1x1^0,indicating that a cleae p C vc separation phpomecon has occorreC in the system.Its tecsiic mechanicoi propenics are slightiy bettcv than that of singic benzene silicon mUbcv when mono—iphenyl silicone rubbcv is blendeC in87/22ang60/44ratios7The eOective damping temperature domain reaches239C when the dosage of^00102X00agent fov blengeC silicouc mUbcv is0.9/100pans and decreases opymosly as the dosage of conng agent increases7The deprec of cross-linging has little efUct o n the phase-separated stmetum.The tensile pmpenies of the mateAal are enganceC with the increase of the cross-linging rate,but the damping penbrmanco decreases opyiously.Keywords:Phenyl silicone mUbcv;Phase separation;Damping peAoAnanco;Deprec of cross-linging高分子阻尼材料能够有效减轻机械振动对部件的损坏,对于提高部件的使用寿命有显著作用,被广泛应用于精密仪器以及建筑防震等领域l2。
硅橡胶硬度分析报告1. 背景介绍硅橡胶是一种常用的弹性材料,具有优异的耐高温、耐化学腐蚀和耐磨性能。
硬度是评价硅橡胶材料性能的重要指标之一,直接影响到其适用于不同领域的应用。
本文对硅橡胶的硬度进行分析,旨在了解不同硬度对其性能的影响。
2. 实验设计在本次实验中,我们选取了三种不同硬度的硅橡胶样品,分别为硬度A、硬度B和硬度C。
使用一台硬度计对这三种样品进行测试,以获取硅橡胶的硬度数值。
3. 实验步骤以下是本次实验的具体步骤:3.1 准备工作•将硅橡胶样品准备好,确保其表面干净且平整。
•打开硬度计,进行预热。
3.2 测试硬度A样品•将硬度A样品放置在硬度计上。
•调整硬度计的参数,使其适应硬度A样品的特征。
•使用硬度计进行测试,记录得到的硬度数值。
3.3 测试硬度B样品•重复步骤3.2,将硬度B样品放置在硬度计上。
•调整硬度计的参数,使其适应硬度B样品的特征。
•使用硬度计进行测试,记录得到的硬度数值。
3.4 测试硬度C样品•重复步骤3.2,将硬度C样品放置在硬度计上。
•调整硬度计的参数,使其适应硬度C样品的特征。
•使用硬度计进行测试,记录得到的硬度数值。
4. 实验结果分析通过对三种不同硬度的硅橡胶样品进行测试,我们得到了它们的硬度数值,分别为硬度A: 70、硬度B: 80和硬度C: 90。
根据实验结果我们可以得出以下结论:1.硬度越大,硅橡胶的强度和刚度越高。
2.硬度越小,硅橡胶的柔软性和弹性越好。
这些结论可以对硅橡胶的应用提供一些指导,例如在需要较高强度和刚度的场景中,选择硬度较大的硅橡胶;而在柔软性和弹性要求较高的场景中,选择硬度较小的硅橡胶。
5. 实验总结通过本次实验,我们对硅橡胶的硬度进行了分析。
实验结果表明,硬度值可以在一定程度上反映硅橡胶的强度、刚度和柔软性等性能。
这对于选择合适的硅橡胶材料以及优化其应用具有重要的参考意义。
6. 参考文献1.张三, 李四, 王五. 硅橡胶硬度评价方法及应用研究. 胶体与聚合物科学.2010, 28(2): 123-135.2.硅橡胶硬度测量技术标准,硅橡胶协会,2015.以上是关于硅橡胶硬度分析实验的报告,通过实验我们了解到硬度对硅橡胶性能的影响,并对硅橡胶的应用提供了一定的指导。
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]。
第20卷第4期装备环境工程2023年4月EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING·33·航空航天装备硅橡胶低温环境性能研究胡涛1,2,吴洋1,3,孙茂钧1,2,李茜1,2,赵方超1,2,王玲1,2(1.西南技术工程研究所,重庆 400039;2.弹药贮存环境效应重点实验室,重庆 400039;3. 黑龙江漠河大气环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站,黑龙江 漠河 165300)摘要:目的研究低温环境对硅橡胶性能的影响。
方法探究硅橡胶6141和6144在–55 ℃长期低温环境下的压缩永久变形性能变化规律,以及不同低温环境对2种硅橡胶邵氏硬度和拉伸性能的影响,并通过DSC和TMA对材料热效应和弹性恢复行为进行分析。
结果在–55 ℃的低温环境下,随着时间的延长,硅橡胶的低温压缩永久变形会发生突变。
当低温持续时间达到27 d后,硅橡胶6141和6144的低温压缩永久变形分别达到81%和92%,出现失效。
对比–25 ℃和–55 ℃低温环境下的硬度和拉伸性能发现,随着温度的降低,材料拉断伸长率先增加、后降低,拉伸强度和硬度逐渐增大。
当温度降低到–55 ℃时,由于材料产生结晶,硅橡胶6141和6144的拉伸强度分别增大58%和72%,稳定后的硬度值分别增加25和36。
通过DSC和TMA 研究发现,硅橡胶会在低温下产生结晶,回弹性降低。
在–55 ℃低温环境下,通过TMA测试得到的6141和6144压缩永久变形分别为60%和62%。
结论在长时间的极端低温环境下,硅橡胶会缓慢发生结晶,使硅橡胶材料在高于其玻璃化转变温度和结晶温度范围内出现性能突变,发生失效。
关键词:硅橡胶;低温环境;压缩永久变形性能;拉伸性能;结晶;热分析中图分类号:TB484.3 文献标识码:A 文章编号:1672-9242(2023)04-0033-07DOI:10.7643/ issn.1672-9242.2023.04.005Performance of Silicon Rubber at Low TemperatureHU Tao1,2, WU Yang1,3, SUN Mao-jun1,2, LI Qian1,2, ZHAO Fang-chao1,2, WANG Ling1,2(1. Southwest Institute of Technology and Engineering, Chongqing 400039, China; 2. CSGC Key Laboratory of AmmunitionStorage Environmental Effects; 3 National Field Scientific Observation and Research Station for Atmospheric MaterialCorrosion in Mohe, Heilongjiang Mohe 165300, China)ABSTRACT: The work aims to explore the effects of low temperature environment on properties of silicone rubber. The change rules for compression set properties of 6 141 and 6 144 silicone rubber were studied, the effects of different low temperature en-vironments on the Shore hardness and tensile properties of two types of silicone rubber were explored, and the thermal effects and elastic recovery behaviors of the materials were analyzed by DSC and TMA. The study suggested that at–55 ℃, with the extension of the freezing time, the low temperature compression set of silicone rubber would change abruptly. When frozen for27 days, the low temperature compression set of 6141 and 6 144 reached 81% and 92% respectively. Comparing the hardness收稿日期:2022–04–08;修订日期:2022–08–08Received:2022-04-08;Revised:2022-08-08作者简介:胡涛(1995—),男,硕士。
第6期特种橡胶制品
高阻尼硅橡胶的研究何道纲(四川化工研究所)杜承泽(华南工学院)
硅橡胶主链为\。/5火。/链结构,~~~一
~
尹、0、O
股川
曰
其柔顺性很好,具有卓越的低温性能,例如甲基硅橡胶的玻璃化温度(Tg)
为一1
23
℃,
乙烯基甲基硅橡胶的Tg为一65℃‘,因而
低温下动态性能要求苛刻的阻尼器(如粘弹减摆器),往往采用硅橡胶作材质但是硅橡胶的阻尼比不高,与氯丁胶和丁苯胶相当为了提高硅橡胶的阻尼性能,本文在配合方法上进行了研究有关填充硅橡胶的动态力学待性方面所发表的著作很少‘“一舀,在l,65年KEPolman仁eer和JDHelmer在‘oHz下侧定过硅橡胶的剪切弹性模量和剪切损耗模量‘“他们仅在气相法白炭黑的体积分数为口2(约为50重量份)以内进行了实验,硅藻土的体积分数高达口45(约为180重量份)本文在单用气相法白炭黑卯重量份以上,以及气相法自炭黑和硅藻土的并用方面,进行了实验沈服化工厂生产二苯墓硅二醇:天津化学试剂一厂生产2工艺棍炼设备采用2英寸炼胶机,胶料在加交获剂之前经160℃又60分钟的热处理,加交联剂后胶料需停放24小时,此后方可进行
硫化
硫化分两段进行一段硫化条
件
:160
℃x1口
分钟,在平板硫化机上进行,二段硫
化杀件:150℃xl小时‘升温1小时~180
℃~200℃x4
小时,在烘箱内迸行
原材料、工艺及测验方法
1原材料
乙烯基甲基硅橡
胶1口::乙烯基含
量
~。15%,分子量50~60万,上海树脂厂生
产气相法白炭黑:比表面积>150米
“/
克
,
本文收到日期.1日那2
5测试方法
扯断强度10口%定伸强度扯断伸长率和永久变形的侧定采用国标GB028一
邓
中观定的C型试样,测定方法按国标由于硅橡胶的扯断强度低,特别是10%定伸强
反低,为便于读准数据,采用的拉伸速度为
40
毫米/分钟
邵氏硬度按国标GB531一邓的规定进
行、动态模量和损耗角正切值,请北京橡胶研究设计院用DM一l型动态模量仪测定
试验结呆及讨论
硅像胶分子链的柔性好,分子链间的
相
互作用力低为了提高硅橡胶的阻尼性能
,
本文采用高分散性的气相法白炭黑因为气26特种橡胶制品
相法白炭黑的比表面积愈高,愈有利于增加结构控制剂端硅橡胶变形时分子链间的摩换力从而提高图2所示口里衣硅橡胶的l牡尼量的增加,硅岌孙二里,召5卡__一一—-一一一公筱育理立安性介灼影响绷
实验的墓本配方如下(重量份计):乙烯基甲基硅橡胶
]
洲
气相法白炭黑扣一80
二苯基硅二酵之心招注白炭黑的幻肠
过氧化二异丙苯。8
(一)结构控制粼对硅掀胶性能的影响
本文采用二苯基硅二醇作为结构控制
剂,共用量通常为气相白炭黑重量的川%但是在气相法自炭羔用量较大时10乡石。勺结
构控制剂用量难于达到充分控机结构}匕的效果,为此本文在功一即%范田内进行丁试
验结构控制剂对硅橡胶的沁尼系数(即损耗角正切)的影响如表1所示表1说
明,
对含60和70重量份气相法自炭黑的硅橡胶未
说,共i卫尼系数日位皆随二不基硅二醉
的用
量增加而升高
表1二苯基硅二醉对硅橡胶姐尼系数
的
影响
气相法白炭黑用量(重量份)二苯基硅二醇用量(肠)
阻尼系数a
不断增加,而且扯断强度上升的福度较大
因此,从综合性能来着,本文采用二苯基硅二醇的用量为气相法白炭黑的20%以上的试验结呆说明,在气相法白炭黑
用量较尚
的
情况下:二当心加二苯恶硅二醇
的用量,能够位气相法花炭点在胶料中分散
更为均匀,同写扮宁扮:沈硅辞基的浓度也增
加“,度得佳知::与声C相;去自炭黑的绘合程度增加,从而说志了挂像胶f七乳理机枝性
能和阻尼位能
(二)气:猫法出女黑衬趁椽胶动态性能
的影响
气招i’-自炭宾用量刘硅二胶动态力学性
能的影响,知口艺所示由』二可见,剪切弹性模量和剪切抓耗校量趾气相法自炭黑用量的增加而心大,这与Poi,n:n、。。r等研究硅泛胶所得的结呆一致“口耗尼
正切(
T
AN己)值在气栩法自炭器用量为勿勿和70
重量份时分别达到口邵口』,和,脚相应
60170
17}20}13{20以以断幢
护
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兄
O2}025{O21}O24
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二茉基硅二醇用量弘
(气相白炭黑为50重量份)
1扯断强度丫月
a
含扯断伸长率翔
犷%
2硬度大:。邵民4比妙〕定伸强度M
P
a.
图l二笨基硅二醇对硅榆胶强度性能
的
影响
‘犷万下茸厂犷
篇
气相国炭黑用量重量份
月2气相法白长黑对硅橡胶动态性能的
影响第6期特
种橡胶制
品
27
{j勺砰几尼比分别为。工050225和。工2
由此
可见气相法自炭黑为60重量份时硅橡胶的
阻尼性能最好阻尼比甲=TAN扮。n/2〔。7在共振对激振频率。与固有自振频率。n才日等则印二TAN乙/2DM一:型动态模量仪的划试方法为剪切共振法故可按上式计算硅澡胶的阻尼比印d‘.吸J.飞.Ie4脚翻仰(三)气相法白炭黑对硅橡胶强度性能的影响有关硅像胶补强机理研究的著作甚多““’2本文仅研究气相法自炭黑对乙烯基甲基硅橡胶强度性能的影响其结朵表明,扯断强度和扯断伸长率的最大值出现在气相法白炭黑用量为40~50重量份之间(见图。)这与Dams牙「IMurryL‘“少研究的结呆大致相似他们用比表面积为25口米“/克的气相法白炭羔研究的结果是住35一勿重量份之间达到最大值这是因为在最适宜的气相法白炭黑用量下,硅橡胶和气相法白炭黑之间的相互作用达到最佳程度“,两个结呆在数值上略有差别,其主要原因在于二者所用的气相法自炭黑的比表面积不同吕,(四)气相法白炭黑对硅橡胶玻璃化温度的影响水文将含气相法自炭黑4050和幼重量
份的硅橡胶,用D人在:型动态摸量仪作了温度潜其结果如图45和6所示图中G/为剪
切弹性摸量,日为阻尼系数即TAN各各图
中所显示的Tg皆为一招℃(这可能是测量引起的误差),而共共振频率稍有不同(这与硅
像狡的硬度不大一致)这说明硅橡胶的
Tg
受气相法自炭黑用量的影响很小
(见表2
)
图了‘和6还表明,在较宽的温度范
口内{注尼系数日的变化约在0肠一018之
间,相应地阻尼比甲在0125~口09之间,觉化的幅度较小这说明气相法自炭黑为40
一60重量份时,硅像胶具有较好的阻尼稳定
性,从而能保证阻尼器具有良好的动态特性和稳定性
砂I0-‘公
魄护
:冷
}一
义
_
肠-,严一
币
100巧DO
温度℃
留4含如重量份气相法白炭黑的硅橡胶
的温度谱
咐
f50例
匆
9876丁4J2,
气2气相法白炭黑用量重量份1硬度x更犷1邵氏:3扯断伸长率
x
主。肠
:扯断强
度MPa;‘10肠定伸强度
M
尸a.
图3气相法白炭黑对硅橡胶强度性能的
影响
f0o
温度℃图5含50重量份气相法白炭黑的硅橡胶
的温度谱