白炭黑偶联处理对硅橡胶性能影响研究
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触变性细解无论是否经过处理,白炭黑在不少体系中均具有良好的触变性,当然,同样需要纳米级的才具有很明显的效果,微米级的硅微粉就差多了。
甚至,白炭黑自身就可以观察到类似触变性现象(我不敢肯定这算不算是触变性):将硅烷处理后的白炭黑晃动,白炭黑像水一样的流动性,当静置一会以后,白炭黑似乎结成团块,再晃动,立即又具有水一样的流动性。
这个过程可以反复进行。
这里,白炭黑在晃动时,产生高压静电,粉体之间因此具有很好的流动性(我认为不是硅烷处理后的摩擦力下降所致,虽然也是一个因素),出现结块现象的时间取决于静电导出的时间。
当白炭黑以较少的量加入到其它粉体时,可提高流动性,也和白炭黑摩擦产生静电有关,特别是经过处理以后,疏水性的白炭黑效果更好。
不具备对硅橡胶产生结构化的,经过处理后的白炭黑,依然具有良好的触变性,甚至在非极性涂料体系中更好使用。
因此,可以预见,导致白炭黑具有产生触变性的因素应该是范德华力,当然,氢键也不会没作用,因为未处理的亲水的白炭黑,在良好分散时,触变性似乎更强。
因此,我认为是综合结果,但以范德华力为主。
我不认为白炭黑的触变性是超分子性的结果,超分子性的触变剂,是那种嵌段的,比如聚氨酯类,通常用作增稠剂。
白炭黑似乎没有嵌段性,但技术是发展的,将白炭黑弄成嵌段结构不是没有可能,但问题是,白炭黑不需要嵌段结构就具有很好的触变性。
既然氢键强度远远超过范德华力------这似乎有个矛盾,那为什么触变性是以范德华力为主呢?其实可以这么理解,只有几纳米的气相白炭黑,不会以单独的方式,而是以团聚的方式存在,或者说,白炭黑自身已经结构化了,也可以理解为,氢键构建在团聚的白炭黑内了,当然,只是由于固体局限,团聚只能到一定程度,成微米级别。
当炼胶时,团聚的粒子被打散,大量硅羟基暴露,给发生结构化造成了一个极为有利的条件,不过,要说明的是,解开团聚,不仅仅是机械力的作用,硅生胶也有重要的贡献------对比非硅类聚合物就明白。
橡 胶 工 业CHINA RUBBER INDUSTRY204第71卷第3期Vol.71 No.32024年3月M a r.2024结构化控制剂对硅橡胶性能的影响杨德超,李超芹*(青岛科技大学 高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心,山东 青岛 266042)摘要:以甲基乙烯基硅橡胶为主体材料,研究结构化控制剂羟基硅油、甲氧基硅油和二甲基二乙氧基硅油对硅橡胶性能的影响。
结果表明:添加结构化控制剂可以抑制硅橡胶的结构化现象,减小硅橡胶的交联程度、硬度、定伸应力、拉伸强度、回弹值和压缩永久变形,增大拉断伸长率;羟基硅油对硅橡胶结构化的抑制效果最佳,可以降低硅橡胶(捏合混炼胶)的储能模量,延长停放时间,其用量为6份时就能达到较好的效果。
关键词:硅橡胶;结构化控制剂;结构化现象;储能模量;停放时间中图分类号:TQ330.38+7;TQ333.93 文章编号:1000-890X (2024)03-0204-07文献标志码:A DOI :10.12136/j.issn.1000-890X.2024.03.0204硅橡胶是一种非自补强性橡胶,未经补强的硅橡胶力学性能很差,几乎没有实用价值,加入适量的补强填料可以大幅度提高其力学性能。
白炭黑是硅橡胶的主要补强填料,但白炭黑表面含有活性硅羟基,会与硅橡胶分子中的硅氧键或者端硅羟基作用生成氢键,产生物理和化学结合,使得白炭黑难以均匀地分散在硅橡胶中,并且其胶料在储存过程中会逐渐变硬,塑性降低[1-2],即产生结构化现象。
为了解决硅橡胶的结构化,通常要加入结构化控制剂,其组成为带有活性基团的有机硅化合物。
结构化控制剂的抗结构化功能归因于其活性基团优先与白炭黑表面的羟基作用,从而抑制白炭黑粒子间氢键的生成,促进白炭黑在硅橡胶中的分散,降低白炭黑的团聚[3-5]。
本工作以甲氧基硅油、羟基硅油、二甲基二乙氧基硅油作为结构化控制剂,甲基乙烯基硅橡胶为主体材料,气相法白炭黑为填料,2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(硫化剂双25)为交联剂,通过热压硫化并采用二次硫化工艺制得热硫化硅橡胶,通过改变结构化控制剂的种类和用量,研究硅橡胶的加工行为及力学性能,利用橡胶加工分析仪(RPA )分析硅橡胶的结构化 现象[6-8]。
白炭黑白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称,主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶,也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑是多孔性物质,其组成可用SiO2·nH2O表示,其中nH2O是以表面羟基的形式存在。
能溶于苛性碱和氢氟酸,不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸除外)。
耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。
与具有相同硬度和耐磨性的炭黑填充物相比,胎面胶中含有沉淀法白炭黑可改善其抗裂口增长性及撕裂强度。
与其他橡胶比较,白炭黑可以相对容易和迅速地与环氧化天然橡胶(ENR)混合。
且产物的增强效果也最好。
在含有ENR的胶料中,白炭黑的增强效果和炭黑N330相似。
在SBR/BR共混体系中加入沉淀法白炭黑制成的乘用车胎面胶的滚动阻力减少50 ,而干、湿牵引性没有明显的改变。
Evans等介绍了一种超高增强沉淀法白炭黑,这种白炭黑用于胎面胶有以下优点:在不使用偶联剂时,胎面胶的滚动阻力降低而冰牵引性能提高;使用偶联剂后可减少胶料的焦烧、硫化时间,改善其抗裂口增长性,提高其扯断伸长率、硬度和300 定伸应力,同时不影响炭黑。
虽然白炭黑与炭黑并用为轮胎胎面胶增强剂时能明显改善胶料的撕裂强度,且能抑制胎面胶老化龟裂,防止胎面产生裂口裂纹,但是这种胶料的耐磨性稍差,扯断变形较大,生热大实际使用过程中,白炭黑必须经改性后才能弥补胶料性能的不足。
与炭黑相比,白炭黑表面有一层均匀的硅氧烷和硅烷醇基,硅烷醇基的存在使白炭黑表面易于进行化学反应,这使白炭黑表面可相对容易地进行改性常用于白炭黑表面处理的偶联剂是双(3一三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷(TESPT),这种有机硅烷可与橡胶及填料反应,在填料和聚合物分子间引入共价键,从而改善聚合物与填料间的作用。
研究发现,使用TESPT后,含2O份沉淀法白炭黑和4O份N332炭黑的胶料可使滚动阻力降低,而胎面胶的磨耗性能和湿牵引性能改变很小。
2022年7月第31卷第7期
Vol.31 No.7,Jul. 2022
中国胶粘利CHINA ADHESIVES ( 415 )
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白炭黑增强氟橡胶体系的耐等离子体刻蚀性能研究张部明J张天福2,刘增杰蔦雷晓宏役李 涛S张孝阿期
,
李 伟
2,刘
力
I
(1.北京化工大学,碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,材料科学与工程学院,北京100029;2.航天化学动力技术
重点实验室,湖北航天化学技术研究所,湖北襄阳441003;3,山东船舶技术研究院,山东威海264209;4.北京通嘉宏瑞科技有限公司,
北京102600
)
【摘要】以高氟橡胶生胶、白炭黑等为主要原料,制备了过氧化物硫化氟橡胶。研究了体系的硫化特性、 力学性能、热稳定性和耐等离子体性能。研究结果表明:白炭黑用量对焦烧时间影响不大,且都具有较好的稳
定性。当白炭黑用量为15~20质量份时,力学性能最优,最大拉伸强度和撕裂强度分别为19.8 MPa和
36.4 kN/m
。添加白炭黑的氟橡胶体系都具有优异的热稳定性和耐等离子体性能,初始分解温度都在405 °C
左
右,刻蚀后的重量损失率都在3.4%~3.8%之间,表面变化更加均匀。
进一步分析等离子体刻蚀造成的化学变
化,在等离子体刻蚀条件下表面的C-F键大大减少,失去F原子屏蔽的主链发生断裂,低分子降解产物和白
炭黑“颗粒”都逸出材料表面。
[关键词]氟橡胶;白炭黑;热稳定性;耐等离子体刻蚀性能中图分类号TQ430.4 文献标志码A 文章编号1004-2849(2022
)
07-0017-05
0前言
作为含氟弹性体大家族的一员,氟橡胶是指含 氟烯姪通过自由基乳液共聚而制得的碳链高分子 弹性体。由于氟原子的存在,氟橡胶结构中的化学 键(如
c—F、c—C
等)具有很高的键能
,且碳链骨架
被大量氟原子所包围,具有很好的屏蔽效应
,因此
氟橡胶具有非常出色的耐高温和耐化学介质性能, 在汽车、
航空航天
、
石油化工等领域有着广泛应
命(心H 看料,2021, 35 (3) : 11 -16SILICONE MATERIAL研究・开发液体硅橡胶防污闪涂料的研制**收稿日期:2021 -01 -25O作者简介:陈相全(1993-),男,助理工程师,主要从事 硅橡胶的研发。
E-mail : 1805232008@qq. com o*基金项目:四川省院省校合作项目(2019YFSY0006) o陈相全I,翟天元2,祝雷I,陈东1(1.成都硅宝科技股份有限公司,成都610000;2.硅宝(深圳)研发中心有限公司,广东深圳518108)摘要:以端乙烯基硅油为基料,添加气相法白炭黑、白炭黑表面处理剂、表面处理助剂等制得液体硅橡胶(LSR)防污闪涂料,探讨了白炭黑表面处理剂种类和用量、表面处理助剂用量、气相法白炭黑、二甲基硅油用量对LSR 防污闪涂料性能的影响。
结果表明,制备LSR 防污闪涂料的较佳条件为:比表面积为300 n?/g 的气相法白炭黑占端乙烯基硅油质量分数28%、白炭黑表面处理剂选择六甲基二硅氮烷且用量7份、表面处理助剂四甲基二乙烯基二硅氮烷用量1份、二甲基硅油用量20份;该条件下制得的LSR 防污 闪涂料的黏度为2 631 mPa-s,邵尔A 硬度为33度、拉伸强度为3. 7 MPa 、拉断伸长率为331%、撕裂强度为12. 3 kN/叫 憎水迁移性能为HC2级,其浸涂的绝缘子均能够通过陡波试验,涂层厚度约0.4 mm,且涂 料硫化过程中无小分子释放。
关键词:液体硅橡胶,防污闪,涂料,憎水迁移性,陡波试验中图分类号:TQ333. 93文献标识码:A doi :10.11941/j. issn. 1009 - 4369. 2021. 03. 003电力行业是影响经济发展的基础产业,随着我国社会经济的飞速发展,电力输电容量和设备 电压等级不断提高。
但在空气污染、恶劣环境等因素的影响下,电力系统可能发生污闪事故,给 国民经济带来损失,因此提升电力系统的防污闪性能成为重要研究方向⑴。
加成型液体硅橡胶交联剂的研究顾卓江,宋新锋,陈丽云(浙江新安化工集团股份有限公司,建德311600)摘要:变换合成工艺和配方,制得不同结构、不同分子量和不同氢含量的含氢硅油;以它作为交联剂,研究了交联剂对加成型液体硅橡胶机械性能的影响规律。
应用高分子链中Si-H的分布密度较低的含氢硅油作交联剂,可以改善硫化胶的拉伸强度,尤其可以明显提高硫化胶的撕裂强度;以氢含量相对较低的含氢硅油作交联剂,可以提高硫化硅橡胶的伸长率。
关键词:加成型硅橡胶;交联剂;含氢硅油;机械性能doi:10.3969/j.issn.1007-2217.2010.03.007加成型液体硅橡胶是近年来发展较快的一类有机硅产品。
加成型液体硅橡胶在硫化前是可流动的液体,便于采用反应注射成型工艺加工形状复杂的制品,特别适合于形状复杂制品的大批量高效率生产[1、2]。
加成型液体硅橡胶的基础聚合物是含乙烯基的有机聚硅氧烷,以含有多个硅氢键的低聚硅氧烷作交联剂,在铂催化剂的作用下,进行Si-H/Si-Vi加成反应,可交联成弹性体。
反应式示意如下:≡Si-CH=CH2+H-Si≡Pt≡Si-CH2CH2-Si≡加成型液体硅橡胶通常由基础聚合物、补强填料、交联剂、催化剂和辅助助剂等组成。
各个组份对硅橡胶的性能都有较大的影响。
本文着重讨论交联剂含氢硅油的高分子结构和分子量、Si-H/Si-Vi配比等因素对加成型液体硅橡胶机械性能的影响。
1实验1.1主要原料及设备1.1.1主要原料DMC,浙江新安化工集团股份有限公司;乙烯基双封头(四甲基二乙烯基二硅氧烷),浙江三门有机硅材料厂;四甲基氢氧化铵,北京朝福化工实验厂;交联剂含氢硅油,自制;氯铂酸,沈阳矿业研究院;白炭黑,国产;硅氮烷,浙江新安化工集团股份有限公司;浓硫酸,上海试剂总厂。
1.1.2主要设备NDJ-4旋转粘度计,上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂;NH-2真空捏合机,新联塑料化工机械厂;S65三辊研磨机,如皋机械厂;XL-250A拉力试验机,广州试验仪器厂;LX-A橡胶硬度计,上海六菱仪器厂;HD-10厚度计,上海化工机械四厂。
利用硅橡胶材料改善动力电池的冲击及振动性能研究摘要:随着新能源汽车的快速发展,动力电池的性能日益受到关注。
冲击和振动性能是动力电池安全运行的关键指标之一。
本研究聚焦于利用硅橡胶材料改善动力电池的这些性能。
首先,介绍了动力电池的发展背景及其对冲击和振动性能的要求。
其次,详细阐述了硅橡胶口字框复合缓冲垫的制备过程,包括硅橡胶的选型、配方优化、结构设计及制备工艺。
在全自动生产线设计、原材料管理、自动化控制及质量保证方面也进行了深入研究。
进一步,通过静态压缩、动态疲劳、冲击和振动测试对产品性能进行了全面测试与分析。
关键词:动力电池;硅橡胶;冲击性能;振动性能;复合缓冲垫引言动力电池作为新能源汽车的核心组件,其性能直接影响整车的安全性与可靠性。
在汽车运行过程中,电池会经受各种冲击和振动,这要求电池不仅需要有优良的电化学性能,还必须具备良好的物理防护机制。
硅橡胶因其卓越的缓冲性能、良好的耐温和耐老化特性,成为提高动力电池抗冲击和防振性能的理想材料。
本研究通过设计制备硅橡胶口字框复合缓冲垫,并结合现代自动化生产技术,旨在为动力电池提供更为有效的冲击和振动保护解决方案。
1.动力电池的发展背景及其对冲击和振动性能的要求动力电池作为新能源汽车的心脏,在全球汽车产业向电动化转型的大背景下,其发展速度和技术进步引人瞩目。
随着环境问题的日益严峻以及传统化石燃料的逐渐枯竭,新能源汽车以其低碳、环保的优势成为未来汽车发展的重要方向。
在这一过程中,动力电池的性能稳定性、能量密度、安全性能等指标受到了极大的关注,尤其是其在汽车运行过程中的冲击和振动性能,直接关系到电池的使用寿命和乘车安全。
汽车在行驶过程中,无可避免地会遇到各种路面条件,从而产生冲击和振动。
这些外来的力学作用若管理不当,不仅会对电池的机械结构造成破坏,更有可能导致内部短路、热失控乃至安全事故。
因此,动力电池系统必须具备高效的防冲击和抗振动能力,以确保电池组件的完整性和电池化学反应的稳定性。
单组分RTV硅橡胶的制备方法以端羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)为基胶、甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷为交联剂、纳米碳酸钙和气相白炭黑为补强填料、氨基硅烷和环氧基硅烷为偶联剂,制得脱醇型单组分室温硫化(RTV-1)硅橡胶。
研究了搅拌速率、交联剂、硅烷偶联剂及催化剂的处理方法对RTV-1硅橡胶性能的影响。
结果表明,搅拌速率明显影响胶料的黏度高峰以及产品性能,交联剂混合一段时间后再使用会延长RTV-1硅橡胶的表干时间;而硅烷偶联剂和催化剂混合一段时间后再使用则会缩短RTV-1硅橡胶的表干时间。
标签:RTV;硅橡胶;处理方法;搅拌速率单组分室温硫化(RTV-1)硅橡胶以其优异的耐候性、耐高低温性、电绝缘性和所用原料绿色环保等优势,在建筑、仪器仪表、工业修补、消费电子及LED 照明等领域有着广泛的应用。
尤其是脱醇型硅橡胶,因具有无刺激性酸味、无腐蚀、品种众多及适用性较强等优点,成为RTV-1硅橡胶中主要的发展方向之一[1~3]。
本文以端羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)为基胶,加入二甲基硅油、纳米碳酸钙和气相白炭黑等填料制得基料,再配以脱醇型交联剂、硅烷偶联剂和有机钛催化剂等制得脱醇型RTV-1硅橡胶。
研究了搅拌速率和时间,交联剂、偶联剂及催化剂的添加方法对RTV-1脱醇型硅橡胶性能的影响。
1 实验部分1.1 实验原料端羟基聚二甲基硅氧烷(107胶,黏度为10 000~80 000 mm2/s),自制;二甲基硅油(黏度为350~1 000 mm2/s),自制;纳米碳酸钙(粒径为80~100 nm),建德天石碳酸钙有限公司;甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷,荆州江汉精细化工有限公司;气相白炭黑(比表面积为150 m2/g),瓦克化学股份有限公司;氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560),湖北新蓝天材料股份有限公司;有机钛催化剂(Ti-726):广州坚毅化工进出口有限公司。