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高溫熱硫化矽橡膠製品—輔助劑選擇與硫化機(jī)理!

文章出處:廣(guǎng)東冈本影视科技有限公司 人(rén)氣:-發表時間:2019-04-15

都說矽膠製品的使用效果(guǒ)與拉伸韌性都比較好,但是如沒有一定的配(pèi)合機理與促進劑(jì)那麽產品的使用效果(guǒ)也未必能達到你所想象的這(zhè)麽(me)好,所以很多的矽膠日用品,矽膠密封件都都需要一定的輔助用(yòng)劑才能達到效(xiào)果,矽(guī)膠產品的配合劑主要包括補強劑、硫化(huà)劑和某些特殊的助劑,一般隻需有56個(gè)組分即可組成實用配方(fāng)。配(pèi)方(fāng)設(shè)計應以下幾點:

 

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1、矽橡膠為飽和度高的(de)生(shēng)膠,通常不能用硫黃硫化,采(cǎi)用有機過氧化物作硫化劑,因此膠料中不得含有能與過氧化物分解產(chǎn)物(wù)發生作(zuò)用的活性物質(如槽法炭黑、某些有(yǒu)機促進劑和防老(lǎo)劑等),否則會影響硫化。

 

2、矽橡膠製品一般在高溫下(xià)使用,其配合劑應在(zài)高溫下保持穩定,通常選用無機氧化物作為補強劑(jì)。

 

3、矽橡膠在微(wēi)量酸或堿等化學(xué)試劑的作用下易引起矽氧(yǎng)烷鍵的裂(liè)解和重排,導致(zhì)矽橡膠耐熱性的降低。因此在選用配合劑時必須考慮其酸堿性及過氧化物分解產物的酸性,以免影響硫化膠的性能。

 

 

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生膠的選擇

對於使(shǐ)用溫度要求一般(-70~250)的矽(guī)橡膠製品,都可采用乙烯基矽橡膠;當對製品的使用(yòng)溫(wēn)度要求較高(-90300),可(kě)采用低苯基矽橡膠;當產品要求(qiú)耐高低溫又需耐燃油或溶劑時(shí),則應當采用(yòng)氟矽膠製品

 

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硫化劑和硫化機理

 

1、硫化劑

用於熱硫化矽(guī)橡膠的硫(liú)化劑主要包括(kuò)有機過氧化物、脂肪族偶氮(dàn)化合物、無機(jī)化合物和高能射線等,其中(zhōng)最常(cháng)用的(de)是有機過氧化(huà)物。這是因為有機過氧化物一般在室溫下(xià)比(bǐ)較穩定,但(dàn)在較高的硫(liú)化溫度下能迅速分解產生自由基(jī),從而使(shǐ)矽橡膠產生(shēng)交聯。

 

這些過氧(yǎng)化物按其活性高低可以分為(wéi)兩類:一類是通用型,活性較高,對各種矽橡膠均能起硫化作用;另一類是乙烯基專用型,因(yīn)其活性較低,僅能夠對含乙烯基的矽橡膠起硫化作用。

 

2、硫化機理

矽(guī)橡膠(jiāo)以過氧化物硫(liú)化時,過氧化物對矽橡(xiàng)膠的交聯是在兩個活(huó)化的甲基(jī)或乙烯基之間通(tōng)過自由基反應進行的。

 

矽橡膠除(chú)常(cháng)用上述過氧化物硫化外,還(hái)可用高能射(shè)線(xiàn)進行輻射硫化。輻射硫化也是按自由基機理進行的,當生(shēng)膠中的乙烯基摩爾分數較高(0.01)或與其它橡膠並用時,也可以(yǐ)用硫黃硫化,但性能極差。

 

3、補強劑及相(xiàng)關的機(jī)理

未經補強的矽橡(xiàng)膠硫化膠強力很低,隻有0.3MPa左右,沒有實際使用(yòng)價值(zhí)。加入(rù)適當的補強劑可使矽橡膠硫化(huà)膠的強度達到3.99.8MPa,這對提高矽橡膠的性能,延長(zhǎng)製品的使用壽命是極其重要的(de)。矽橡膠補強填充劑(jì)的選擇要考慮到矽橡膠的高溫使用及用(yòng)過氧化物硫化(特別是用有酸堿(jiǎn)性的物質)對矽橡膠的不利影響。

 

矽橡膠製品用的補強填充劑按其補強(qiáng)效果的(de)不同可分為(wéi)補強性填充劑和弱補強性填充劑,前者的粒徑(jìng)為(wéi)10~50nm,比表麵積為70400m2?g-1,補強效(xiào)果(guǒ)較好;後者粒徑為3001000nm,比表麵積在30m2?g-1以下,補強效果較差。

 

矽橡膠的補強填充劑主要是指合成二氧化(huà)矽,又稱白炭黑。白炭黑可分為氣相(xiàng)法白炭黑和沉澱(diàn)法白炭黑。氣相法白炭黑(hēi)為矽橡膠最(zuì)常用的補強劑(jì)之(zhī)一,由它(tā)補強的膠料(liào)其硫化膠的機械強度高、電性能(néng)好,並可與其它補強劑或弱補強劑並用,製備不同使(shǐ)用要求的膠料。

 

與用氣相法白炭黑補強的矽橡膠膠料相比,用沉澱法(fǎ)白炭黑補強的膠料機械(xiè)強度稍低,介電性能(特別是受潮後的介電性能(néng))較差,但耐熱老化性能較好,混煉膠的成本低。對矽膠製品的(de)機械強度(dù)要求不高時,可單獨使用沉澱法白炭黑或與氣相法白炭黑(hēi)並(bìng)用。

 

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4、助劑(jì)

 

(1)結構控(kòng)製劑

采用氣相(xiàng)法白炭(tàn)黑補強的矽橡(xiàng)膠膠料貯存過程(chéng)中會變硬(yìng),塑性值下降,逐漸失去加工工藝性能,這種現象(xiàng)稱作“結構化”效應。為(wéi)防止和減弱這種(zhǒng)“結構(gòu)化”傾向而(ér)加(jiā)入(rù)的配合劑(jì)稱為“結構控製劑”。結構控製劑通常為含有(yǒu)羥基或硼(péng)原子的低分子有(yǒu)機矽化合物,常用(yòng)的有(yǒu)二苯基矽二醇、甲基苯(běn)基二(èr)乙氧基矽烷、四甲基亞乙基二氧二甲基矽(guī)烷(wán)、低分子羥基矽油(yóu)及矽氮烷等。

 

(2)耐熱添加劑

加入某些金屬(shǔ)氧化物或(huò)其鹽以(yǐ)及某些元素的有(yǒu)機化合物,可大大改善矽橡膠的熱空氣老(lǎo)化性能,其中最常用的為三氧化二鐵,一般用量為35份(fèn);其它如錳(měng)、鋅(xīn)、鎳和(hé)銅等金屬氧化物也有類(lèi)似的效果。加入少量(少於1)的(de)噴霧(wù)炭黑也能起到提高耐熱性的作用。通常在250300℃的溫度範圍內進行(háng)熱空氣老化(huà),才能顯示出這(zhè)些添加劑的(de)作用。

 

(3)著色劑

矽橡膠常用著色劑如下(xià):氧化鐵(三氧化二鐵)紅色、鎘黃(二氧(yǎng)化鎘)黃色、鉻綠(lǜ)(三氧化二鉻)綠色(sè)、炭黑黑色、鈦白(二氧化(huà)鈦)白、群青藍(lán)色。


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