增容填料用量对室温硫化硅橡胶力学性能的影响.pdf

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1、2002中国有机硅学术交流会论文集·201增容填料用量对室温硫化硅橡胶力学性能的影响谭永霞汪倩邓晓东谢择民(中国科学院化学研究所分子科学中心，北京100080)摘要：讨论了增容填料氧化锌(Zno)等的用量对室温硫化硅橡胶在室温及300℃下老化后的力学性能的影响，结果表明，ZnO对室温硫化硅橡胶具有一定的补强作用，且随着用量增大拉伸强度和剪切强度存在一个最大值；而裂伸长率则随用量增大明显下降。但是，在ZnO用量较大(200份)的情况下，仍然能获得具有满意力学性能的综合型室温硫化硅橡胶。关键词：增客填料，室温硫化硅橡胶，力学性能在硅橡胶中添加填料的种类和用量对硅橡胶最终的

2、力学性能起决定性作用。用作硅橡胶的填料可分为补强填料和增容填料两类。为了提高硅橡胶的力学性能，特别是强度，通常选用二氧化硅(si02)对硅橡胶进行补强；但有时为了降低成本，或提高硫化胶的硬度，改善加工性能，需要在硅橡胶中加入一定量的增容填料，如石英、硅藻土、氧化锌、碳酸钙等。因此通常也将它与补强填料配合使用，但这类填料的用量必然会对硅橡胶的性能造成一定的影响。我们曾经研究发现，增容填料对室温硫化硅橡胶有一定的补强作用⋯，而且通过使用KH—CI交联剂可以大幅度提高缩合型室温硫化胶的热稳定性能”1和粘接性能oJ，本文主要研究增容填料用量对硫化胶室温和老化后力学性能的影响，

3、选用ZnO作为增容填料，使用KH—CL交联剂。探讨了增容填料用量对缩合型室温硫化硅橡胶室温和300。C空气下老化后力学性能的影响。1实验部分1．1原料107胶：北京化工二厂；ZnO：AR，北京市平谷双燕化工厂；气相法24si02：沈阳化工股份有限公司；交联剂KH—CL：自制。1．2样品的制备将100份107胶与5份si02填料混匀后加入不同份数的ZnO并用三辊混合均匀，最后加入3—7份KH—CL交联剂，充分调匀。(1)将调匀后的胶料倒人模具中，真空下脱气数分钟后在室温下硫化，制备出2mm厚的硫化胶片。将胶片切成标准哑铃形状，进行断裂伸长率和拉伸强度的测试。(2)将铝片

4、表面用丙酮探拭干净，将上述加入交联剂的胶料涂在铝片上进行粘接，待胶料硫化后测定其剪切强度。1．3力学性能测试硫化胶的拉伸强度和断裂伸长率的测定：按国标GB528～1992进行测定。剪切强度的测定：根据标准GB7124—1986进行测定。2结果与讨论2．1填料用量对缩合型室温硫化胶力学性能的影响选用ZnO等作为增容填料，研究其用量对室温硫化硅橡胶在室温和300℃空气下老化后的断裂伸长率(E。)和拉伸强度(Ts)等力学性能的影响，结果见表1。从表1中可以看出：(1)随着ZnO用量的2002中国有机硅学术交流会论文集表l添加不同份数填料时室温硫化硫化胶的力学性能室温力学性能

5、300。C老化72hr后力学性能样品填料／份断裂伸长率拉伸强度／剪切强度／断裂IJ伸／％长率拉TS伸(M强P度a)／髑×既Eb，％"IS(MPa)MPal503901．52．O1501319521003602．12．31101．8198315031024261002．828042003002．81003．333052501982．72．8651．811763001742．72，6561．4-7874001502．42．3501．365增大，室温硫化胶的断裂伸长率下降，而且用量越大下降的幅度越大，但是我们可以发现，在填料用量较大(达200份)的情况下，硫化胶的断裂仲长率

6、仍然能达到300％。(2)硫化胶的拉伸强度和粘接强度随着填料用量的增大存在一个最大值，说明ZnO对室温硫化硅橡胶有一定的补强作用，当ZnO用量增至250份时，其用量对硫化胶的补强作用变得不明显，继续增加用量，强度反而下降。这主要是由于填料加入的量过多，不利于硅橡胶分子在填料表面的铺展和与表面充分浸润。同时限制了硅橡胶分子链的伸展，从而导致剪切强度下降。(3)在300℃空气下老化后，硫化胶的断裂伸长率和拉伸强度随ZnO用量的变化规律与老化前相同，只是断裂伸长率与老化前相比下降很多。但ZnO用量小于等于200份时，断裂伸长率与拉伸强度的乘积随其用量加大呈现上升趋势，说明通

7、过使用KH—CL交联剂，提高了硫化胶的耐温性能，即使在ZnO用量较高的情况下，硫化胶在300cC空气下老化后仍能保持良好的综合性能。因此我们可以根据不同的需要，来选择增容填料的用量获得具有良好力学性能的缩合型室温硫化硅橡胶。3结论通过上述实验结果，我们可以发现，ZnO等增容填料的用量对缩合型室温硫化硅橡胶的力学性能有很大的影响，即使在填料用量较大的情况下，通过使用KH—CL交联剂，硫化胶能够保持一定断裂伸长率、拉伸强度和剪切强度，因此通过添加适当量的增容填料，可以得到具有良好力学性能的缩合型室温硫化硅橡胶，满足不同的使用要求。参考资料1高伟，汪倩，杨