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1、第32卷第2期特种橡胶制品Vol.32No.22011年4月SpecialPurposeRubberProductsApril2011综述硅橡胶性能及其研究进展谢尊虎,曾凡伟,肖建斌(青岛科技大学高分子科学与工程学院,青岛266042)摘要:分别介绍了硅橡胶的力学性能、耐热性、耐寒性、耐候性、电气性、阻燃性和耐油耐化学试剂性等的特征及其相关方向的研究进展,综述了提高硅橡胶各项性能的主要途径和方法,指出了提高硅橡胶相关性能的发展方向。关键词:硅橡胶;力学性能;阻燃性;耐热性中图分类号:TQ333193文献标识码:A文章编号:1005-4030(2011)02-0069-
2、03[1]硅橡胶是分子主链为)Si)O)键无机结力学性能。伍川、蒋剑雄等人基于溶胶凝胶原构、侧基为有机基团的一类弹性体,属半无机、饱理的有机硅橡胶原位补强新技术,分别介绍了和型、杂链、非极性弹性体,是特种合成橡胶中的SiO2,TiO2和ZrO2等5类原位补强体系。实验重要品种之一。与一般橡胶相比,硅橡胶具有优表明,经SiO2,TiO2和ZrO2等原位补强体系补强良的耐热性、耐寒性、耐候性、电气特性及生理惰的硅橡胶力学性能显著改善,增加了硅橡胶的热[2]性,在航空航天、电子电器、生物医学等领域有着稳定性。程青民、丁国芳等人采用机械共混法,广泛应用。制备了MVQ/乙烯)醋
3、酸乙烯酯共聚物(EVA)复合材料。结果表明,EVA能很好地提高硅橡胶1力学性能力学性能和阻尼性能;当填充量为30份时,复合硅橡胶分子间作用力小、易滑移,冷态下可慢材料拉伸强度从7.0MPa提高到11.4MPa,损耗速流动,其拉伸强度和撕裂强度都很低,纯硅橡胶因子最大提高了64%。硫化胶的拉伸强度只有0.35MPa左右,补强后才2耐热性有实用价值。硅橡胶的拉伸强度、撕裂强度和拉断伸长率会随工作温度的升高而均呈下降趋势,硅橡胶的Si)O键键能比一般橡胶的C)C且温度越高趋势越加明显。键键能高,这就决定了聚硅氧烷具有优异的耐热硅橡胶的补强通常采用机械混合法,将补强稳定性。硅
4、橡胶可在-100e~250e下长期使填料加入到聚合物体系中,填料表面的硅醇基与用,其生胶的耐热性能要比其他合成橡胶优异得聚合物分子通过氢键相结合,起到补强作用;然而多,即使在配方设计时对耐热性不做专门考虑,其对硅橡胶最具补强效果的气相法白炭黑极易集硫化胶通常也可耐180e~200e的高温。硅橡聚,颗粒难以均匀分散,在具有较高相对分子质量胶在高温下的使用寿命测试结果见表1。的聚二甲基硅氧烷基体中,白炭黑颗粒的分散更表1硅橡胶在高温下的使用寿命加困难,极易导致宏观相物质的分离现象发生,影温度,e150200260316370响硅橡胶的力学性能和耐热性能。连续使用时间,h1
5、500075002000100~3000.5~1近二十年来,人们开发出一种新颖的聚合物当温度超过250e时,硅橡胶生胶的热老化原位补强技术,以及采用共混技术来改善硅橡胶速度加快,力学性能显著降低。从表1可看出,硅橡胶在300e以上使用时寿命大大降低,不能满收稿日期:2011-01-17作者简介:谢尊虎(1986-),男,山东聊城人,在读硕士研究生,主足使用要求。因此,开发能在300e以上长期使要从事硅橡胶材料的研究与改性工作。用的硅橡胶,成为硅橡胶研究领域的一个重要课70特种橡胶制品第32卷第2期题。要想提高硅橡胶的耐热性,可通过改变其侧4耐候性链基团结构,也可通过在
6、分子主链结构中引入大体积结构(如芳撑或芳醚撑结构等),也可通过加硅橡胶分子主链结构中无不饱和键,在天候[3]入耐热添加剂(如金属氧化物)等方法来实现。和臭氧环境中不易受到攻击,而且Si)O键的键肖建斌研究了纳米氧化铈用量对耐油硅橡胶能比C)C键的大,加之Si)O)Si键对氧、臭氧[4]耐热性能的影响。结果表明,加入纳米氧化铈及紫外线等十分稳定,因而无需加入任何添加剂,能提高硅橡胶的热降解温度;随纳米氧化铈用量即具有优良的耐候性。在臭氧环境中发生电晕放的增加,硅橡胶硫化胶力学性能变化不大,但能明电时,一般橡胶很快老化,而对硅橡胶影响不大。显改善耐热性能和高温下的耐油性能
7、,说明纳米硅橡胶长时间暴露在紫外线及风雨中,其力学性氧化铈对硅橡胶具有热稳定防护作用。章基凯、能变化不大,经户外曝晒试验数十年,末发现裂纹[5]或降解发粘等老化现象发生。罗洪坚等人通过加入新研制的SAG)1苯甲基纳米TiO2和ZnO对紫外线有很强的吸收和硅油作为硅橡胶密封剂的增塑剂;用109二甲基散射作用,是优异的紫外线屏蔽剂,可大幅提高有二苯基室温硫化硅橡胶代替二甲基室温硫化硅橡机硅产品的抗紫外线性和抗老化性。硅橡胶胶料胶作为密封剂的主体材料;用801CT有机硅耐热中加入纳米TiO2和ZnO后具有明显的抗紫外线添加剂分别添加到室温、低温和高温硫化硅
