高强度低压缩永久变形硅橡胶的研制

高强度低压缩永久变形硅橡胶的研制

王清元[1]2001年在《高强度低压缩永久变形硅橡胶的研制》文中认为本论文研究了甲基乙烯基硅橡胶生胶中乙烯基含量、乙烯基分布、分子量及其分布、补强白碳黑的选用及预处理、结构化控制剂的选用、硫化剂和硫化助剂对胶料及硫化胶性能的影响。通过试验,发现:有机硅生胶的乙烯基应为0.07~0.15%之间为合适,但为了提高抗撕性能,应采用乙烯基含量不同的乙烯基硅生胶进行复配,最好采用乙烯基封头的硅橡胶;有机硅生胶的分子量应大于70万,为了控制分子量分布,最好采用进口八甲基环四硅氧烷制备硅生胶;选用BET比表面积为200m~2/g左右的气相法白碳黑较为合适,较为典型的是美国Cabet公司的M5、M7D及德国的Degussa公司的Aerosil200白碳黑;采用中羟硅油和六甲硅氮烷一起作结构化控制剂;以DMBPH作硫化剂,以含氢硅油作硫化助剂,可获得较佳的交联作用。 本研究制备的混炼胶贮存时间已达到一年以上,且配方经济,生产费用低,具有很强的市场竞争力。该混炼胶已成功应用于一汽498发动机罩盖密封,产品的质量已达到了日本同类产品的水平。

郭建华[2]2009年在《氟橡胶/硅橡胶共混胶的制备、结构与性能研究》文中指出近年来,随着汽车、机械、航空、航天、化工等领域使用的橡胶制品向高性能、低能耗和长寿命方向发展,天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等通用橡胶已无法满足新型橡胶配件耐高温和耐油等方面的要求。而氟橡胶具有优异的耐高温、耐油和耐腐蚀性,硅橡胶则具有良好的耐高低温和加工性能,因而这两种橡胶的应用逐渐增多。但氟橡胶也存在低温性能和加工性能不良的缺点,而硅橡胶的耐油性较差,因此兼具氟橡胶和硅橡胶优点的氟硅橡胶逐渐引起人们的重视,但其价格昂贵,合成工艺不易控制,因而目前难以推广应用。本研究以氟橡胶和硅橡胶为主要原料,采用机械共混法制备氟橡胶/硅橡胶共混胶,其主要性能和氟硅橡胶相当,而成本可大幅度降低,可以代替氟硅橡胶使用。研究橡胶混炼、硫化、二段硫化等加工工艺条件对氟橡胶/硅橡胶共混胶(简称氟/硅共混胶)硫化特性、力学性能、动态力学性能和交联密度的影响。对硅橡胶混炼胶进行热处理有利于改善氟/硅共混胶的力学性能。当硫化温度为165℃,二段硫化条件为250℃×4h时,氟/硅共混胶具有良好的力学性能。DMA结果表明,硫化温度和二段硫化温度对硅橡胶相和氟橡胶相的Tg影响不大。研究氟橡胶品种、氟/硅共混比、硫化剂和补强填充剂对氟/硅共混胶性能的影响,采用DMA、TG、SEM、RPA对氟/硅共混胶进行表征。结果表明,叁元共聚氟橡胶/硅橡胶共混胶的综合性能优于二元共聚氟橡胶/硅橡胶共混胶。随着共混胶中硅橡胶所占比例从0增至100%,硫化胶的脆性温度从-20.5℃降至-64.2℃,压缩永久变形减小。氟/硅共混比为50/50时,共混胶具有良好的综合性能。当DCP用量为1份时,共混胶的力学性能良好。采用DCP/TAIC硫化的共混胶的力学性能和低温性能优于双酚AF/BPP/DCP和3#硫化剂/DCP复合硫化体系。气相白炭黑补强的共混胶的力学性能、耐热老化性能、耐油性能和低温性能优于沉淀白炭黑、硅酸钙、硅藻土和氟化钙。随着气相白炭黑用量的增加和比表面积的增大,共混胶的力学性能、耐热老化性能和耐油性能提高,当气相白炭黑用量为40份,且比表面积为220m2·g-1时,共混胶具有良好的物理机械性能。TG结果表明,共混胶中硅橡胶相所占比例增大,共混胶的热稳定性提高。DCP/TAIC硫化的共混胶的热稳定性优于双酚AF/BPP/DCP和3#硫化剂/DCP硫化体系。DMA结果表明,当振动频率从1Hz增加到50Hz时,共混胶中氟橡胶相的Tg由-1.8℃升高到11.1℃,而硅橡胶相的Tg变化不大。RPA分析表明,添加白炭黑的共混胶的Payne效应明显,随着气相白炭黑用量的增大和比表面积的增加,Payne效应逐渐增强。氟/硅共混硫化胶的tanδ随应变增大而增加,随温度升高而下降。对比发现,氟/硅共混胶的力学性能、低温性能和加工性能优于氟硅橡胶,但氟/硅共混胶的耐油性能有待进一步提高。以DCP为引发剂,采用高温力化学接枝法制备硅橡胶接枝甲基丙烯酸-2,2,2-叁氟乙酯(MVQ-g-TFEMA)和氟橡胶接枝γ-丙烯酰氧基叁甲氧基硅烷(FKM-g-A174),作为氟/硅共混胶的增容剂,研究接枝物用量对氟/硅共混胶的增容作用,采用了FT-IR、DMA、TG对共混胶进行表征。研究表明,当MVQ-g-TFEMA用量为4.6wt%时,或FKM-g-A174用量为11.8wt%时,氟/硅共混胶具有良好的力学性能。随着FKM-g-A174用量从0增至19.6wt%,共混胶的耐油质量变化率从23.3%降至16.3%,脆性温度从-36.8℃降至-43.6℃。MVQ-g-TFEMA用量从0增加至11.8wt%,脆性温度从-36.8℃降至-48.3℃,耐油质量变化率从35.3%降至22.5%。TG结果表明,氟/硅共混胶的热稳定性随增容剂用量增大而提高。FKM-g-A174对氟/硅共混胶的增容作用优于MVQ-g-TFEMA。

佚名[3]1974年在《硅橡胶》文中认为硅橡胶是指主链中含有■链节的一类有橡胶弹性的高分子材料.最早的品种是二甲基硅橡胶,1944年在美国研究成功,1946年通用电气公司生产,此后硅橡胶获得了迅速的发展.生产硅橡胶的国家有美国(五家公司)、英国、日本、苏联、法国、西德、意大利、比利时、西班牙等,生产的主要品种,按其结构有六大类:二甲基硅橡胶(现在使用逐渐减少),甲基乙烯基硅橡胶苯基硅橡胶,氟硅橡胶,腈硅橡胶,和硼硅橡胶等.其中产消量最大的是甲基乙烯基硅橡胶,其次是苯基硅橡胶和氟硅橡胶,硼硅橡胶处于中间试产

张博[4]2017年在《高导热低压缩永久形变率硅橡胶的工艺探索与制备》文中指出硅橡胶是有机硅材料的重要产品之一,由于其自身的导热性较差以及较差的压缩永久形变率,通过选择合适原料以及优化导热填料的填充方式,可以制备出兼具高导热性和低压缩永久形变率的硅橡胶复合材料。具有特定的双重优势的硅橡胶复合材料既具有研究价值又具有应用价值。本文中,选用具有合适的乙烯基含量的乙烯基硅油作为基础聚合物,含氢硅油为反应的交联剂,合适的无机物作为导热填料,通过催化加成反应,制备出高导热低压缩永久形变率的硅橡胶复合材料。本文主要作了以下的研究:首先是不同的A值(含氢硅油摩尔数与乙烯基硅油中乙烯基摩尔数之比,下同)以及导热填料的填充对硅橡胶复合材料的压缩永久形变率的影响。其次是利用DRP-II型导热仪测试了导热填料单组分的填充量和粒径对硅橡胶的导热率。然后研究分析了在单组分填料基础上双组份填料复配对硅橡胶的导热性能的影响。之后更进一步研究了叁组分填料复配对硅橡胶复合材料的以导热性为首的物理性能的影响,并利用导热模型进行了相应的模拟分析以及SEM直观表征了硅橡胶表面的微观形貌;最后对比实验结果选出综合性能最平衡的硅橡胶导热复合材料。由一些列实验结果得到:本文中A=1.3时的硅橡胶具有最低的压缩永久形变率(15%),单组分导热填料粒径越大,填充量越大,压缩永久形变率就越高,不利于硅橡胶复合材料的综合表现。单组分填料中,氮化铝对导热性提升最大。高填充量比低填充量更有利于多组分复配填料的堆积,更有利于导热通路的形成;多组分填料复配能进一步提升硅橡胶导热系数,叁组分复配比双组份复配更有效,硅橡胶复合材料能达到的最大导热系数是硅橡胶自身导热系数的5倍多。氮化铝以10μm/5μm/1μm的形式,3:2:1的比例最终制备了导热系数为0.934W/(m·k),压缩永久性变率为22%的硅橡胶复合材料。

刘吉昌[5]1978年在《国外飞机用橡胶密封件的现状及发展动向》文中认为一、前言飞机既是一种作战武器,又是一种重要的交通运输工具,在一个国家的国防和国民经济中占有相当重要的地位.所以世界各国都很重视飞机的发展,尤其是美帝和苏修,出于其侵略政策、战争政策和争霸世界的需要,在大力发展导弹、核武器的同时也十分重视飞机的发展,出现了一系列超音速军用飞机,速度由M1.25提高到了M3.2.表1列出了近20年来出

刘爱堂[6]2003年在《高性能热硫化硅橡胶的开发》文中研究表明简要介绍了硅橡胶的特性 ,回顾了美国道康宁公司和我国的热硫化硅橡胶开发历程 ,指出了我国的高性能硅橡胶存在的差距 ,提出了我国应积极开发高强度、多功能硅橡胶 ,以增强竞争力的建议

刘超[7]2004年在《硅橡胶/聚烯烃弹性体共混研究》文中提出橡胶并用也称为弹性体并用,它是改善橡胶加工工艺及橡胶制品质量的重要途径。利用橡胶的并用技术制造并用橡胶制品,可显着地改善橡胶制品的性能并降低生产成本。 硅橡胶(MVQ)具有突出的耐高温性、耐老化性、耐候性及优异的电绝缘性和生理惰性,从而获得广泛的应用,但其缺点是机械强度低、耐蒸汽老化差、价格昂贵。POE是以茂金属催化剂技术合成的新的聚烯烃弹性体,即乙烯-辛烯共聚物,它具有高弹性、高强度、高伸长率和良好的低温性能。硅橡胶和POE并用,有望得到综合性能优良的并用胶。 本文以2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷为硫化剂,采用熔融共混法制得了一系列高温硫化硅橡胶/POE共混硫化胶,用POE与硅烷偶联剂乙烯基叁乙氧基硅烷(YDH151)在高温和高剪切条件下制得了POE与硅橡胶共混体系的增容剂POE-g-S,利用示差扫描量热(DSC)、动态力学分析(DMA)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、红外分析(FTIR)等研究了共混体系的结构和性能。硅橡胶和POE共混属于热力学不相容体系,在强的剪切作用和交联反应的作用下,共混体系达到工艺相容性,因此共混胶具有优良的综合性能,力学性能优于硅橡胶,耐热性优于POE,且降低了成本。硅烷偶联剂YDH151本身对于改善硅橡胶和POE的相容性,提高共混硫化胶的物理机械性能作用不大。而POE与YDH151的接枝共聚物POE-g-S能有效改善硅橡胶与POE的界面相互作用,提高相容性,随着相容剂用量的增加,共混胶的力学性能先增大后降低,相容剂用量在10wt.-%时左右时共混胶具有较好的物理机械性能。POE-g-S的增容作用属于接枝偶联-相容过程,它一方面改善了POE与硅橡胶的相容性,另一方面增强了POE与填料的相互作用。POE与MVQ和POE与POE-g-S通过过氧化物交联体系产生共交联。

Brian, J.Ward, Edward, M.Jeram, 黄祖长[8]1998年在《液体硅橡胶垫片材料》文中研究表明前言从70年代初以来,液体硅橡胶已用于注模工艺,最早的应用主要有宇航连接件、O形圈、机械密封件及电子元件的密封套。在70年代和80年代期间,由于液体硅橡胶注模产品具有加工成本低、产品质量高等优点导致许多工业部门对液体硅橡胶的需求量剧增。本文将介绍两种新型的液体硅橡胶垫

刘吉昌[9]1975年在《飞机用橡胶密封件的发展趋势》文中提出一、材料的发展从前面的叙述中可以看到,飞机用橡胶密封件材料的主要品种不外是丁腈橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶和乙丙橡胶;这些材料已基本上满足了大多数机种对密封件

林桂[10]2004年在《纳米粉体在橡胶基质中的聚集和分散研究》文中研究说明本论文分两个部分:第一部分:利用纳米粉体填充橡胶复合材料,使其发挥纳米粉体对橡胶增强效应及其他特殊的功能,考察填料分散结构和复合材料性能之间的关系显得尤为重要。本论文对纳米粉体填料在橡胶基体中聚集动力学、填料在橡胶基体中的分散和增强效应及其在橡胶制品坦克履带着地胶中应用、填料分散和抗菌性能的影响等方面进行了研究,主要归结如下:纳米填料/橡胶混合体系中填料网络结构在热停放状态下的演变:提出采用低频率低应变下橡胶混合体系的储能模量G’0用来表征纳米粉体在基体中的填料网络结构;采用橡胶加工分析仪在线跟踪了混合体系在热存储下的填料网络结构的演变行为。在SiO2/SIR和SiO2/EPDM体系中纳米填料填充复合材料在初始几千秒内动态储能模量迅速恢复并逐渐达到平衡。模量恢复速率和填料用量具有良好的线性关系。填料网络结构的恢复速度对温度的依赖性较小,压力对SiO2/SIR体系的模量恢复没有影响,而SiO2/EPDM随压力的增大填料网络聚集加强。硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅提高了其在橡胶基体当中的分散和稳定。透射电镜和结合胶等测试手段证实纳米填料填充橡胶复合材料在热停放过程中的模量恢复动力学过程是纳米填料絮凝和结合胶增加二者共同作用的结果。纳米填料在橡胶基质中的分散与增强效应:纳米二氧化硅表面富含有硅羟基,在非极性橡胶中自身有很强的聚集力和弱的填料-橡胶相互作用力,因而很容易产生聚集倾向。采用分散剂(含铵基的丙烯酸盐B52)、硅烷偶联剂TESPT、分散剂和TESPT并用改性纳米二氧化硅来增强EPDM,制备具有填料分散度和填料-橡胶相互作用等不同微观结构的复合材料,讨论了填料对复合材料增强能力,以及复合材料性能(动态力学性能)与微观结构之间的关系。结果表明:分散剂能提高二氧化硅在EPDM这种非极性基体当中的混合和分散,但并没有提高填料-橡胶作用,释放出非流动胶,降低硫化<WP=5>胶的模量。添加TESPT也能提高二氧化硅在EPDM基体中分散,同时提高二氧化硅-橡胶作用。TESPT和分散剂并用能进一步提高二氧化硅的分散和填料-橡胶间作用,从而提高纳米粉体的增强效应。填料分散程度的提高和填料-橡胶作用的加强有利于硫化胶的滚动阻力的提高;而抗湿滑性能的提高主要归功于填料-橡胶作用的加强。纳米二氧化硅增强EPDM在坦克履带着地胶(TTRP)中的应用:使用高分散的纳米白炭黑,采用TESPT原位改性分散技术,并通过各种配合体系的精心设计,获得了符合美军标主要技术指标要求的TTRP,某些指标还有明显的超出。同时,使用加入较多量ZDMA的TTRP胶料的胶浆作为粘合过渡层等方式,基本上成功地解决了EPDM难粘合的问题。因此,纳米二氧化硅/EPDM基TTRP可以作为我军新一代主战坦克用的高性能TTRP来使用。纳米二氧化钛/橡胶复合材料的分散结构与性能:新型纳米TiO2(BT)纳米二氧化钛可以提高丁腈橡胶(NBR)橡胶复合材料的硫化活性,却一定程度上延迟了天然橡胶(NR)复合材料的正硫化时间。Degussa 纳米TiO2(DT)对NR硫化特性基本没有影响。两种纳米TiO2在NR、NBR等基体中已达到纳米级分散,形成的聚集体的尺寸小于或接近于100nm,但BT在天然橡胶基体的分散度明显优于DT,与原生颗粒大小相近;纳米二氧化钛添加到橡胶复合材料中起到良好的抗杀菌作用,而且随着纳米二氧化钛含量的增加,其杀菌性能明显提高。BT的杀菌效果与DT的杀菌效果相当。在研究的范围内(0~5phr),纳米二氧化钛/橡胶复合材料的物理机械性能随纳米二氧化钛含量的增加变化不大;纳米二氧化钛对橡胶复合材料的老化性能基本没有影响;热氧老化并不影响复合材料中纳米二氧化钛的抗菌性能。本论文第二部分研究了短纤维增强橡胶发泡复合材料的微观结构与性能的关系,并对其性能进行预测。实验中分别制备了橡胶发泡体(MF)、未处理短纤维增强的橡胶发泡体(MFUS)、预处理短纤维增强的橡胶发泡体(MFPS),观察了气体泡孔和短纤维在橡胶发泡复合体中的微观形态,都得到泡孔分布均匀的发泡复合体,模压工艺使得短纤维在基体中呈现为二维平面分布,未处理的短纤维周围有气泡包围,处理过的短纤维与橡胶间粘合良<WP=6>好;并对它们对复合体的拉伸增强机理及破坏失效机理的影响进行了分析,添加短纤维能有效地提高发泡复合材料的100%拉伸应力和拉伸模量,撕裂强度有所提高,拉伸强度却提高不大。本文还考察了泡孔和短纤维在复合材料压缩过程中行为特征及其对破坏失效机理的影响,添加短纤维能有效地提高发泡复合材料的压缩强度和压缩模量。最后对橡胶发泡复合体的拉伸模量和压缩模量与聚合物发泡体模量预测模型进行了比较,MF的模量和简单混合模型符合较好,而模压成型获得的短纤维增强橡胶发泡复合体(MFPS和MFUS)与常用的简单混合模量预测模型、平方预测模量模型不能很好符合。经过修正的简单混合模型能较好地预测相对密度较低于0.7的MFPS的相对压缩模量,而修正的Halpin-Kerner模型能较好的预测相对密度高于0.7的MFPS的压缩模量。

参考文献:

[1]. 高强度低压缩永久变形硅橡胶的研制[D]. 王清元. 北京化工大学. 2001

[2]. 氟橡胶/硅橡胶共混胶的制备、结构与性能研究[D]. 郭建华. 华南理工大学. 2009

[3]. 硅橡胶[J]. 佚名. 橡胶参考资料. 1974

[4]. 高导热低压缩永久形变率硅橡胶的工艺探索与制备[D]. 张博. 浙江工业大学. 2017

[5]. 国外飞机用橡胶密封件的现状及发展动向[J]. 刘吉昌. 橡胶参考资料. 1978

[6]. 高性能热硫化硅橡胶的开发[J]. 刘爱堂. 有机硅材料. 2003

[7]. 硅橡胶/聚烯烃弹性体共混研究[D]. 刘超. 浙江大学. 2004

[8]. 液体硅橡胶垫片材料[J]. Brian, J.Ward, Edward, M.Jeram, 黄祖长. 橡胶参考资料. 1998

[9]. 飞机用橡胶密封件的发展趋势[J]. 刘吉昌. 橡胶参考资料. 1975

[10]. 纳米粉体在橡胶基质中的聚集和分散研究[D]. 林桂. 北京化工大学. 2004

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