热硫化硅橡胶(二)
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补强剂及相关的机理
未经补强的硅橡胶硫化胶强力很低 , 只有 0.3MPa 左右, 没有实际使用价值。加入适当的补强剂可使硅橡胶硫化胶的强度达到 3.9 ~9.8MPa,这对提高硅橡胶的性能 , 延长制品的使用寿命是极其重要的。硅橡胶补强填充剂的选择要考虑到硅橡胶的高温使用及用过氧化物硫化 (特别是用有酸碱性的物质 ) 对硅橡胶的不利影响。 硅橡胶用的补强填充剂按其补强效果的不同可分为补强性填充剂和弱补强性填充剂 , 前者的粒径为 10~50nm,比表面积为 70~400㎡/g, 补强效果较好 ;后者粒径为 300~1000nm,比表面积在 30㎡/g以下, 补强效果较差。
补强填充剂
硅橡胶的补强填充剂主要是指合成二氧化硅 , 又称白炭黑。白炭黑可分为气相法白炭黑和沉淀法白炭黑。气相法白炭黑为硅橡胶最常用的补强剂之一 , 由它补强的胶料其硫化胶的机械强度高、电性能好 , 并可与其它补强剂或弱补强剂并用, 制备不同使用要求的胶料。与用气相法白炭黑补强的硅橡胶胶料相比 , 用沉淀法白炭黑补强的胶料机械强度稍低 , 介电性能 ( 特别是受潮后的介电性能 )较差, 但耐热老化性能较好 , 混炼胶的成本低。对制品的机械强度要求不高时 , 可单独使用沉淀法白炭黑或与气相法白炭黑并用。
助剂
(1) 结构控制剂
采用气相法白炭黑补强的硅橡胶胶料贮存过程中会变硬 , 塑性值下降 , 逐渐失去加工工艺性能 , 这种现象称作 “结构化”效应。为防止和减弱这种 “结构化”倾向而加入的配合剂称为“结构控制剂” 。结构控制剂通常为含有羟基或硼原子的低分子有机硅化合物 , 常用的有二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷、四甲基亚乙基二氧二甲基硅烷、低分子羟基硅油及硅氮烷等。
(2) 耐热添加剂
加入某些金属氧化物或其盐以及某些元素的有机化合物 , 可大大改善硅橡胶的热空气老化性能 , 其中最常用的为三氧化二铁 , 一般用量为 3~5 份; 其它如锰、锌、镍和铜等金属氧化物也有类似的效果。加入少量 ( 少于 1份)的喷雾炭黑也能起到提高耐热性的作用。通常在 250~300℃的温度范围内进行热空气老化 , 才能显示出这些添加剂的作用。
(3) 着色剂
硅橡胶常用着色剂如下 : 氧化铁 (三氧化二铁 ) 红色、镉黄( 二氧化镉 ) 黄色、铬绿( 三氧化二铬 ) 绿色、炭黑 (黑色)、钛白 ( 二氧化钛 ) 白、群青(蓝色) 。