国内加成型硅橡胶补强技术的研究进展.pdf

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1、2002中国有机硅学术交流会论文集·1国内加成型硅橡胶补强技术的研究进展于亮”章永化1张利萍2赵建青1(1．华南理工大学材料科学与工程学院广州510640；2．广州市天赐有机硅制品有限公司广州51(1600)摘要：通过分析加成型硅橡胶的基础胶料、交联剂、共混改性、补强填料四部分，介绍了近年来加成型硅橡胶补强的研究进展，对相关研究成果进行了总结。关键词：加成型硅橡胶，补强，综轰’加成型硅橡是近年来发展较快的一类产品。其硫化机理是由含乙烯基的硅氧烷与多si—H键硅氧烷在催化剂(通常使用铂络合物)作用之下发生硅氢化加成反应，形成新的s—c键，使线

2、性硅氧烷交联成为网络结构，反应过程如下所示：zSiCH—C}L+HSi；一；SiCH2CH2Si；反应可以在高分子的末端发生，也可以在高分子的侧基发生。加成型硅橡胶具有许多优异的性能，与缩合型硅橡胶相比，加成型RTv硅橡胶硫化过程不产生剐产物，收缩率极小，能深层硫化。容易制备得到高纯度、透明性好、具阻燃功能的产品”o。但象其它硅橡胶一样。其力学强度较差，特别是模量低，纯硅橡胶的拉伸强度仅为0．35MPa，大大限制了它的应用。因而如何提高其机械强度成为硅橡胶应用的最重要步骤。加成型砌Ⅳ硅橡胶通常由基础胶料、交联剂、补强填料组成。本文拟通过基础

3、胶料、交联剂、补强填料三部分的分析，对近年在补强硅橡胶的研究进展作一综述。1基础胶料加成型硅橡胶的基础胶料主要是含有两个或两个以上乙烯基的聚有机硅氧烷，其中用得最多的为甲基乙烯基硅氧烷。基础胶料的摩尔质量大小对硅橡胶的物理机械性能有着显著的影响，室温加成型硫化硅橡胶的生胶摩尔质量较低，通常为流动或半流动状态”1。而生胶的摩尔质量主要由生胶合成时决定，硅橡胶生胶的常用制备方法是有机环硅氧烷在酸性或碱性催化剂的作用下开环聚合而制得。张承炎等”1通过分析用碱性催化剂一四甲基氢氧化铵硅醇盐合成的液态端乙烯基硅橡胶的化学性能及其硫化胶的物理机械性能的

4、数据，发现当催化剂的质量比用量小于万分之1．2时，增加用量会明显降低其摩尔质量及粘度；当催化剂的质量比用量大于万分之1．2时，摩尔质量基本不变。当催化剂质量比用量小于万分之1．1时，由生胶制备的加成型硫化胶的综合物理机械性能较好，撕裂强度较高(见表1，表2)。表1催化剂用量与摩尔质量的关系+作者简介：于亮(1978一)，男，在读研究生。2．’2002中国有机硅学术交流会论文集分子中乙烯基含量和位置对硫化胶的物理机械性能也有着很大的影响。宋晓慧“1合成了以下两种结构的基础胶：cH3一cI{一si(cH3)：一O一[一si(cH3)一O一]。一

5、si(c心)：一CH—CH2(I)cH3Si(CH3)2—0_一[一Si(c地)(CH—cH2)～0_一j。一[一si(cH3)：一o_]n-si(cH3)。(1I)对上述两种结构的基础胶在其它组分不变的前提下，测试硫化胶的性能。结果表明，要保证硅橡胶有足够的强度和伸长率，采用摩尔质量为1000—500009／tool，乙烯基封端的聚硅氧烷的基础胶料是适宜的。戴孟贤等”1将医用极GY一13l型硅橡胶和通用级1lo一2型硅橡胶作为基础胶料进行对比试验。在其它组分相同情况下，医．用极GY_一131型硫化胶的性能，尤其是撕裂强度明显优于通用级1l

6、o_吒型硫化胶。认为前者除了含杂质少以外。其分子结构亦不同，采用分子链间及两端均有一定量乙烯基的分子，可以使硅橡胶有较好的机械强度。由以上研究结果可以看出，在加成型硅橡胶的配方中，从基础胶料考虑，摩尔质量和分子结构是影响其强度的主要因素。摩尔质量主要由生成胶合成所控制。在用四甲基氢氧化铵为催化剂，当催化剂用量小于万分之1．1时，摩尔质量控制在1000。500009／tool时，加成型硫化胶有着较好的物理机械性能和较高的撕裂强度。在分子结构中，分子链间的乙烯基可以起到交联的作用，而分子链两端的乙烯基在与其它分子链交联后可视为分子链本身的增长，

7、因此可进一步提高其机械强度。2交联剂加成型硅橡胶使用的交联剂，主要是含有3个Si--H键以上的有机硅氧烷低聚物，即低粘度的线型甲基氢硅油，其分子中的活性氢原子与乙烯基进行加成反应使生胶硫化“J。交联剂的结构同样对硅橡胶的机械强度有着显著的影响。宋晓慧等⋯合成了两种分子结构的含氢聚硅氧烷：CH,—si(cH3)：一O一[一si(cH3)(H)一O一]。一[一si(cH3)：一O一]。一si(cH3)，(1lI)H--Si(c地)2一O—l—Si(CI-13)2一O—J。一[一Si(cH3)(H)一O一]。一siH(cH3)：(IV)在胶料配方

8、不变的情况下，分别采用(／lI)、(Ⅳ)两种结构的交联剂做硫化试片，发现采用两种结构的交联剂做成的硫化胶其物理机械性能有着明显的差别。认为(Ⅳ)交联剂不仅起到交联作用同时还具有链