三氧化二铁改性及其对硅橡胶耐热性的影响

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1、改性及其对硅橡胶耐热性的影响科贸公司张文博摘要：通过湿法化学表面改性的方法，用乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）对的表面改性。用红外光谱分析改性后的的结构，结果表明VIMS吸附到的表面。同时研究了VTMS的浓度对改性的的活跃指数的影响，结果表明改性的的活跃指数随VTMS的浓度增加而增加，VTMS的最优浓度(wt)是12%。研究了改性的对硅橡胶老化前后撕裂强度的影响，对比添加改性与没有添加改性硅橡胶老化前的撕裂强度发现，添加后能使老化前的撕裂强度明显调高，这是因为硅橡胶的交联密度增加了。添加了改性硅橡胶老化后的撕裂强度比没有

2、添加改性的撕裂强度高，说明改性能够提高硅橡胶的耐热性，这是由于改性能够很好的分散在硅橡胶中。关键词：硅橡胶；；表面改性；耐热性引言硅橡胶是最重要的合成橡胶中之一，具有优良的热稳定性、低温韧性、不导电性，被广泛用于不同的领域。尽管硅橡胶的耐热性比传统橡胶好，但在某些高温情况下并不能达到要求。因此，需要提高硅橡胶的耐热性并延长其寿命。在不同的改性方法中，加入耐热添加剂是提高硅橡胶耐热性的一种有效方法。金属氧化物，如三氧化二铁()和二氧化铈（）,可以被用作耐热添加剂，它们是通过抑制聚硅氧烷侧链氧化降解来提高硅橡胶的耐热性。然

3、而，金属氧化物因其有较高的表面能，导致其容易聚集。而且，金属氧化物和硅橡胶之间较低的兼容性导致金属氧化物在硅橡胶中分散性不好，分散性不好则影响改性硅橡胶的耐热性。所以改性的主要的问题是找到新的方法使得金属氧化物在硅橡胶中较好的分布。幸运的是，这个问题可以通过使用特殊技术来解决，如加入表面改性剂。VTMS是一种含甲氧基和不饱和乙烯基的表面改性剂。在VTMS中的甲氧基可以水解成羟基并与的表面活性基团反应。另外，在VTMS中的乙烯基可能参与了甲基乙烯基硅胶的交联，有利于粒子和硅橡胶的界面粘结。因此，用VTMS改性可以阻止其聚

4、集，增加硅橡胶和界面兼容性，提高硅橡胶的性能。在试验中，把作为耐热添加剂，用VTMS对表面进行改性。改性后的结构用红外光谱测定。同时还研究了经过改性的在硅橡胶中的分布情况，及改性后的对硅橡胶老化前后撕裂强度的影响。实验材料从道康宁公司购买的甲基乙烯基硅胶，包括GP300，GP700和VTMS(Z-6300)。从浙江正奇化学公司和天津阿克苏诺贝尔过氧化物公司（中国）分别购买的和2,5-二叔丁基-2,5-二甲基正己烷（DBPMH）。在试验中使用的试剂，如正庚烷等，是分析纯且市售。在使用前不需要处理。的表面改性正庚烷和VTM

5、S在搅拌下混合，加入适量的。将混合物在强烈搅拌下加热到70，加热4小时。停止加热后过滤，用乙醇彻底清洗沉淀物以除去未覆盖在表面的VTMS。沉淀物在真空烤箱中干燥24小时。获得的改性为白色、粉状。通过改变VTMS的浓度制备了一系列的样品。制备耐热硅橡胶将甲基乙烯基硅橡胶（GP300和GP700），和DBPMH(1.5)在室温下在双辊搅拌机（SK-160B,上海橡胶机械厂）中混合，在170、8MPa压力下用橡胶压缩机硫化10分钟。硫化样品在200温度下固化4小时。仪器和测量使用一台PE-200型的红外光谱仪对改性的进行红外

6、光谱分析。用活跃指数来说明的改性效果。在水中加入定量的改性（浓度（wt）为10%），并将此混合液加入到100ml的测试烧杯中搅拌30分钟。静置1小时后，取出漂浮在上层水液中的粉状，干燥并称重。改性的活跃指数通过分析漂浮在上层水液中粉状占全部质量分数得到。使用飞利浦505扫描电镜来观察在硅橡胶中的分散性。用称重法做膨胀测量。把交联的硅橡胶沉浸在25的甲苯中，在适当的时间间隔内取出膨胀的硅橡胶，用滤纸把附着在硅橡胶表面的甲苯去掉，用梅特勒分析天平（AL204）迅速称其重量，再快速放回到甲苯中。重复以上操作直至样品重量不变。

7、在300的老化烤箱（杭州蓝天仪器厂）中老化硅橡胶30分钟。硅橡胶失去的重量通过热重仪（美国Perkin-Klmer公司Pyris1TGA）在空气中来测量。以10/min的加热速率将样品由25加热到600，并记录随着温度的改变硅橡胶失去重量的变化。根据GB/T529-1999，用兹维克/RoellZ202型测试仪（德国），以500mm/min的横梁速度测试老化前后的撕裂强度.结果与讨论的表面改性吸收强度波数（cm-1）图1：的红外光谱（a为改性后的,b为未改性的）如图1，从中得出用红外表征出两种的结构，结果，在550cm

8、-1和470cm-1处的峰是未改性的特征峰。与未改性比较，改性在1628cm-1处的峰归因于C=C键的伸缩振动，在1093cm-1处的宽峰显示出Si-O键的伸缩振动，表明水解的VTMS已经和表面的羟基发生了反应。然而，在3430cm-1处出现的峰说明表面的羟基与VTMS并没有完全反应。未改性的是一种极性物质，它的密度比水的大，因此