《硅橡胶混炼胶 高抗撕、高强度》

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1、《硅橡胶混炼胶高抗撕、高强度》国家标准征求意见稿编制说明合盛硅业股份有限公司二〇一五年八月二十五日12《硅橡胶混炼胶高抗撕、高强度》国家标准征求意见稿编制说明1工作简况1.1项目背景和立项意义硅橡胶是特种合成橡胶中的重要品种之一，是一种分子主链为Si-O-Si的无机结构，侧链为有机取代基(主要是甲基)，兼具无机和有机性能的高分子材料．与一般的有机橡胶相比，具有非常优良的耐热性、耐寒性和耐候性以及电气特性，在航天、航空、汽车、电子电器工业等领域都有广泛的应用。硅橡胶混炼胶是以线性高聚合度聚有机硅氧烷生胶，添加填料、各种助剂加工而成。聚有机硅氧烷以Si-O-Si键为主链

2、，Si原子上连有甲基和少量乙烯基，分子柔性大，未加补强剂时，分子间作用力弱，物理机械性能较差，尤其是撕裂强度只能达到5~10KN/m，拉伸强度仅有0.4MPa。这样的缺点使得硅橡胶制品在需要高拉伸强度，高撕裂强度的应用领域使用受限。从而制约了硅橡胶的广泛使用。因此，为了能充分利用硅橡胶的上述特性和进一步扩大其在尖端技术领域的应用，高强度硅橡胶的开发成了一项重要的研究课题。目前国内外专家学者提高硅橡胶拉伸强度和撕裂强度的途径基本都是从硅橡胶生胶、硅橡胶补强填料白炭黑、助剂硅油等三个方面来进行研究1。在研究硅橡胶生胶对硅橡胶拉伸强度和撕裂强度方面，何颖2等人研究得出生胶

3、的分子量越大，硅橡胶的拉伸强度越大。郭建华3等人研究了生胶的乙烯基含量对硅橡胶撕裂强度的影响。研究结果显示(1)高乙烯基含量和低乙烯基含量的硅橡胶并用，当并用胶的乙烯基摩尔分数低于0.15％时，选用合适的并用比会明显提高并用胶的抗撕裂性能。当乙烯基摩尔分数为0.15％的硅橡胶和乙烯摹摩尔分数为0.06％的硅橡胶按50／50并用时，并用胶的乙烯基摩尔分数为0.105％，此时撕裂强度最高，达到45.8kN/m。当并用胶中乙烯基摩尔分数超过0.15％时，硅橡胶并用比对硫化胶的撕裂性能影响不大。(2)不同乙烯基含量的硅橡胶并用胶的交联密度随乙烯基含量的变化规律反映了硫化胶的

4、交联结构由“分散交联”向“集中交联”转变。硅橡胶并用胶的乙烯基摩尔分数在0.15％以内，并用硫化胶的撕裂强度随乙烯基含量的增大而先增后降，而并用胶的交联密度与其撕裂强度成反比。在利用白炭黑补强硅橡胶拉伸强度、撕裂强度方面。孙彩量412等人研究了白炭黑比表面积对硅橡胶机械性能的影响。研究结果显示，随着气相法白炭黑比表面积的增大，硅橡胶的硬度、拉伸强度逐渐增大，而断裂伸长率逐渐减小。陈莉5等人研究得出沉淀法纳米SiO2对硅橡胶的拉伸强度、撕裂强度、邵尔A硬度的补强均是随着纳米SiO2用量的提高而增加，且当SiO2与生胶质量比达到0.4后，增加趋势变缓；而对硅橡胶断裂伸长

5、率的补强作用，却是随着质量分数先增加后减小，即SiO2与生胶质量比小于0.4时，断裂伸长率随着质量分数的增加而增加，但当与生胶质量比达到0.4后，便开始减小。采用不同表面性质的气相法纳米二氧化硅，利用硅橡胶混炼胶界面结合橡胶来研究高温硫化硅橡胶补强作用的影响因素并结合扫描电镜分析界面的作用形式。结果表明结合橡胶以纳米二氧化硅的网络结构为骨架纳米二氧化硅粉体的结构性越高形成的三维立体网络结构结合橡胶体越好对硅橡胶制品的补强效果越好。气相法纳米二氧化硅粉体填加质量分数为0.26~0.29时表面羟基个数在1.1~1.4之间时，有效补强体积最大，补强效果也最好。在加入气相法

6、白炭黑过程中，气相法白炭黑添加到一定程度，便会使胶料产生结构化现象，进而使加工困难甚至无法加工，所以需要加入一些结构控制剂。羟基硅油是硅橡胶补强中常用的一种结构控制剂。孙彩亮4等人研究了羟基硅油的用量以及气相法白炭黑比表面积对硅橡胶力学性能的影响。结果表明：随着羟基硅油用量的增加，硅橡胶的硬度、拉伸强度均逐渐降低，而断裂伸长率却随羟基硅油用量的增加而逐渐增大。通过上述方面的不断研究，硅橡胶的拉伸强度和撕裂强度得到大幅度的提高7MPa、8MPa。在拉伸强度方面，瓦克R420/60硅橡胶的拉伸强度可以高达11MPa，国内其他企业硅橡胶的拉伸强度可达到8.5MPa左右。在

7、撕裂在撕裂强度方面，国内企业合盛硅业股份有限公司的合盛HS-5260与合盛HS-5270硅橡胶的撕裂强度高达55KN/m，国内其他企业硅橡胶的撕裂强度可达到35KN/m左右。虽然国内外的一些公司可以制备出性能优越的高强度高抗撕硅橡胶混炼胶，但是国内混炼硅橡胶生产普遍呈现小、散、乱等现象，没有统一的行业标准来指导这些企业进行生产。因而为更加规范混炼胶生产，缩小于国外高抗撕产品的差距，开拓国内国际市场，特制订《硅橡胶混炼胶高抗撕、高强度》国家标准。1.2任务来源根据国标委综合[2013]90号文件《关于下达2013年第一批国家标准制修订计划的通知》要求，下达国家标准