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什么是硅橡胶,硅橡胶硫化体系的无限潜力

作者:http://www.zjysshg.com 发布时间:22-11-21 点击:15

什么是硅橡胶

硅橡胶是指分子主链由硅原子和氧原子交替组成且兼具无机性质和有机性质的直链状聚硅氧烷。

由于硅橡胶分子主链上Si—O的键能(460 kJ/mol)大于普通橡胶中C=C的键能(240 k J/mol),故与普通橡胶相比其具有优异的耐高低温性能、化学稳定性、耐氧老化、耐臭氧老化性、耐光老化性、耐候老化性、气体透过性、电气绝缘性及较好的力学性能、耐油性、耐溶剂性和耐辐射性;广泛应用于航空航天、电子电器、化工仪表、机械制造、建筑工业、日常生活等领域。

目前,硫化体系的研究已成为硅橡胶研究的热点方向之一。硅橡胶硫化体系可分为传统硫化体系与新型硫化体系。

过氧化物硫化体系

有机过氧化物硫化体系是最常用的硅橡胶硫化体系,在过氧化物硫化剂的作用下硅橡胶产生自由基并形成交联网状结构。

各类过氧化物硫化剂各有优缺点,在实际应用中需有所选择。在硫化剂对苯基乙烯基硅橡胶性能影响的试验中,以2,4-二氯过氧化苯甲酰(双二四)为硫化剂的硅橡胶扯断伸长率与撕裂强度均较大,但硬度较低;以1,3-双叔丁基过氧异丙基苯(BIPB)为硫化剂的硅橡胶硬度较大;以过氧化二异丙苯为硫化剂的硅橡胶扯断伸长率最大。

为解决过氧化物硫化体系存在的焦烧安全性差等问题,需在体系中加入防焦剂。防焦剂作用机理为:其可消耗胶料硫化初期产生的分子链自由基,从而避免大分子链过快交联,同时不影响硫化效果。

防焦剂的加入虽然可以在一定程度上改善硅橡胶的焦烧时间,但同时也会降低硅橡胶的交联密度,乃至造成主链的断裂,此时需要加入硫化助剂以改善硅橡胶的交联密度和交联结构。

硅氢加成硫化体系

硅氢加成硫化体系是在过渡金属催化剂(如铂及其配合物)的催化下发生硅氢加成反应而生成交联网状结构的硫化体系。

在硫化过程中无低分子量的副产物生成,不需进行二段硫化, 易进行深度硫化, 所得硅橡胶制品具有透明度高、 高温压缩永久变形小等优点,一般适用于生产室温/高温加成型硫化硅橡胶。

工业中应用最早的铂催化剂是氯铂酸-异丙醇催化剂(Speier催化剂)体系,其主要成分是氯铂酸,催化活性高,至今仍在工业化生产中使用。

以氯铂酸-二乙烯四甲基二硅氧烷为催化剂,研究了其用量对硅橡胶硫化及力学性能等的影响。结果表明,随着催化剂用量的增加,硅橡胶制品的力学性能得到提高,焦烧期则不断缩短,且其缩短速率呈现先急剧后缓慢的趋势。当催化剂用量较小时 [图3(a)],胶料无法全部参与交联反应,故硫化程度低;当催化剂用量达到一定值后 [图3(b)],反应体系便可进行充分交联;当催化剂用量达到一定值后,反应体系便可进行充分交联;由于空气中的水分与含氢硅硅油在铂催化剂催化作用下发生脱氢水解的反应产生气泡,气泡来不及排出就被密封在橡胶之中而形成缺陷,所以过量催化剂的加入并不能使硅橡胶较好的快速交联,反而形成明显的缺陷 。

铂催化剂的活性很高,因此,为延长胶料在室温下的储存时间和使用期,需加入抑制剂。