苯基硅橡胶的热空气老化性能研究
二乙基硅橡胶的性能研究
第38卷第12期2010年12月化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICAL M A T ERIA L S Vo l 138No 112 #77# 作者简介:黄艳华(1978-),女,工程师,主要从事硅橡胶、氟硅橡胶等特种橡胶材料的应用研究。 二乙基硅橡胶的性能研究 黄艳华 孙全吉 吴 涛 苏正涛 刘 嘉 王景鹤 (北京航空材料研究院,北京100095) 摘 要 研究了不同二乙基链节含量硅橡胶的性能,并与甲基乙烯基硅橡胶做了对比。热老化试验表明,二乙基的引入使硅橡胶的耐热老化性能明显降低;压缩耐寒系数实验表明,二乙基链节的引入可破坏硅橡胶的低温结晶,20%二乙基链节含量的硅橡胶在-100e 的压缩耐寒系数可达0147;DM T A 分析表明,当二乙基链节达到一定数量时,可破坏低温结晶,甚至使低温结晶完全消失,成为非结晶橡胶,并随二乙基链节的增加,玻璃化转变温度降低。 关键词 乙基硅橡胶,耐热性,低温性能 Characterization of diethyl silicone rubber H uang Yanhua Sun Q uanji Wu T ao Su Zheng tao Liu Jia Wang Jing he (Beijing Institute of Aeronautical M aterials,Beijing 100095) Abstract T he pr operties of diet hy l silicone rubber w ere investig ated,and comparing to methy-l viny l silico ne rub -ber.T he heat -r esistant test show ed that the heat -resistant perfo rmance o f the silico n rubber w as reduced by intro ducing d-i ethy l g ro ups.T he cold -r esistance test sho wed that the int roduct ion of diethy l g ro up can destr oy the cry stallizat ion of sil-i co ne r ubber at low -t em perat ur e.T he results sho wed that at temper atur e o f -100e ,the co efficient o f co ld -resistance of 20%diethyl silico ne r ubber w as 0147.T he DM T A results sho wed that,w hen the number of diethy l gr oup w as increased to a certain va lue,the low -temper atur e cr ystal pro per ties of silico ne r ubber was completely destro yed,and no n -cr ystal r ubber was for med.In additio n,the glass -tr ansition temperature decreased w ith the incr ease o f diethyl substitut e. Key words ethylsilico ne r ubber,heat -r esist ant pro per ty,lo w t emperat ur e pr operty 硅橡胶是以硅氧键单元为主链,以有机基为侧基的线性聚合物,由于S-i O -Si 键能大(42215K J/mol),耐高温性能较好;又因其分子链呈螺旋形分子构象,键角大,取向自由度大,柔顺性好,因而也具有优异的耐寒性[1]。硅橡胶的性能与侧链的种类和数量有很大关系,二乙基硅橡胶是用二乙基链节取代部分二甲基链节的聚硅氧烷,目前对于乙基硅橡胶的研究,国内相关文献较少[2-5]。本研究对不同二乙基链节含量硅橡胶和甲基乙烯基硅橡胶进行对比研究,分析讨论二乙基硅橡胶的高低温性能,为二乙基硅橡胶的实际应用提供参考依据。 1 实验部分 111 主要原材料 甲基乙烯基硅橡胶(110-2V T ),晨光化工研究院产品;二乙基硅橡胶(二乙基链节含量10%,20%),国内试制品;气相法白炭黑A -200,德固萨产品;环三硅氮烷,广州伟伯化工有限公司;氧化铁130,上海氧化铁厂;其他市售。 112 试验配方 基本配方:100份生胶,40份气相法白炭黑A -200,10份结构控制剂,5份氧化铁,0.8份硫化剂。 1.3 试样制备及性能测试 胶料混炼在开炼机上进行,加入生胶包辊后,分批加入白炭黑、结构控制剂;白炭黑全部混入后加氧化铁和硫化剂,混合均匀后薄通3次打卷备用。胶料停放24h 后进行硫化。胶料硫化分为一段硫化和二段硫化。一段硫化条件为:165e /10M Pa @10min;二段硫化条件为:二乙基硅橡胶为:150e @4h ,甲基乙稀基硅橡胶为:200e @4h,都在电热鼓风干燥箱中进行。 114 性能测试 按G B/T 528-1992硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸性能的测定,G B/T 531-1989橡胶邵尔A 型硬度试验方法测量硅橡胶硫化胶试样的物理机械性能;按GB3512-1989橡胶热空气老化试验方法测量其热空气老化性能;按GB 6034-1985硫化橡胶压缩耐寒系数的测定测定压缩耐寒系数。 在美国流变仪科学有限公司制造的DM T A IV 型动态机械热分析仪上进行DM T A 测试,以拉伸法夹持试样,升温速率2e /min,频率1H z,温度范围为-150~0e 。 2 结果与讨论 211 二乙基硅橡胶的性能研究
硅胶的原理及使用方法
硅胶的原理及使用方法 2011.10.23 百顺硅胶：https://www.360docs.net/doc/d57843625.html,
报告内容 z一.硅胶的组成及分类 z二.硅胶的性质及原理 z三.硅胶柱的使用过程 z四.使用过程中的一些小经验
一.硅胶的组成及分类 z1.硅胶的组成 z硅胶(Silica Gel)的化学成分是二氧化硅。 z在传统的硅胶合成方面，主要是以水玻璃作为原料经过反应→胶凝→老化→洗涤→浸泡→干燥→焙烧等步骤合成出成品。 z用作分离介质的硅胶是人工合成的多孔二氧化硅，它的特点是其表面含有硅醇基(Silanol groups or surface hydroxyl groups)，这是硅胶可以进行表面化学键合或改性的基础。
2.硅胶的分类 z2.1颗粒大小 z2.2正反相硅胶 z2.3重质轻质微粉硅胶z2.4五级硅胶 z2.5制备方法
z2.1 颗粒大小 z作为分离材料的硅胶，其颗粒的形状大小、孔的结构、孔径及其分布、总孔容、比表面及机械强度等，均是重要的参数。目前，通用的分析型硅胶基质的直径为5-10μm，且其化学键合相硅胶已有商品出售，而高效制备型所用的硅胶，其直径多在20-40μm之间。 z按目数分
z2.2正反相硅胶柱 z正相柱大多以硅胶为柱填料或是在硅胶表面键合-CN,-NH3 等官能团的键合相硅胶柱。反相柱填料主要以硅胶为基质，在其表面键合非极性的十八烷基官能 （ODS）称为C18 柱。其它常用的反相柱还有 C8,C4,C2 和苯基柱等。 z一般的C18 柱pH 值范围都在2-8，流动相的pH 值小于2 时，会导致键合相的水解；当pH 值大于7 时硅胶易溶解；经常使用缓冲液固定相要降解。如果流动相pH较高或经常使用缓冲液时，建议选择pH 范围大的柱子。
硅橡胶
硅橡胶(SiliconeRubber)是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性 材料,其分子主链由硅原子和氧原子交替组成(—Si—O—Si—),侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团,这种基团可以是甲基、不饱和乙烯基(摩尔分数一般不超过01005)或其它有机基团,这种低不饱和度的分子结构使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐候老化性,耐紫外线和臭氧侵蚀。分子链的柔韧性大,分子链之间的相互作用力弱,这些结构特征使硫化胶柔软而富有弹性,但物理性能较差。 硅橡胶发展于20世纪40年代,国外最早研究的品种是二甲基硅橡胶。1944年前后由美国DowCorning公司和GeneralElectric公司各自投入生产。我国在60年代初期研究成功并投入工业化生产。现在生产硅橡胶的国家除我国外,还有美国、英国、日本、前苏联和德国等,品种牌号有1000多种。 1 硅橡胶的分类和特性 1.1 分类 硅橡胶按其硫化机理不同可分为热硫化型、室温硫化型和加成反应型三大类。 1.2 特性 (1)耐高、低温性 在所有橡胶中,硅橡胶的工作温度范围最广阔(-100～350℃)。例如,经过适当配合的乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,经250℃数千小时或
300℃数百小时热空气老化后仍能保持弹性;低苯基硅橡胶硫化胶经350℃数十小时热空气老化后仍能保持弹性,它的玻璃化温度为-140℃,其硫化胶在-70～100℃的温度下仍具有弹性。硅橡胶用于火箭喷管内壁防热涂层时,能耐瞬时数千度的高温。硅橡胶在高温下连续使用寿命见表1。 (2)耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能 硅橡胶硫化胶在自由状态下置于室外曝晒数年后,性能无显著变化。硅橡胶与其它橡胶的耐臭氧老化性能比较见表2。 (3)电绝缘性能 硅橡胶硫化胶的电绝缘性能在受潮、频率变化或温度升高时变化较
硅橡胶性能及其研究进展
硅橡胶性能及其研究进展 【摘要】近年来，我国的工业水平不断提高。硅橡胶在工业生产中发展成为一种重要的材料，对它的性能研究具有十分重要的意义，同时对促进材料的利用和工业的发展有一定作用。笔者在本文中针对110和107两种硅橡胶的性能进行分析研究。 【关键字】硅橡胶、性能研究、研究进展 一、前言 硅橡胶的分子主链是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的，对它性能的研究有助于提高产品的质量水平，找准应用领域，为相应的医疗领域、军事领域做出更大的贡献。 二、硅橡胶基本情况 1、基本结构 像丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)和天然橡胶(NR)等碳-碳键的聚合物，其分子链上存在不饱和键，但硅橡胶是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的，在其主链上没有不饱和键。对有机聚合物来讲，不饱和键是其硫化的化学活性区域，并且该区域会由于紫外线、臭氧、光照和热量的作用而降解。 硅-氧键的高键能，完全饱和的基本结构以及过氧化物硫化是保持硅橡胶良好耐热和耐天候性能的关键所在。除了更高的键能，对于碳原子而言，更大的硅原子也提供了更大的自由空间，使硅橡胶玻璃化温度低，透气性能更好。由于应用上的不同，透气性能可能是优点亦有可能是缺点。 2、硅橡胶的合成 硅橡胶合成的简要过程是：砂石或二氧化硅还原为单体硅→于300℃左右温度下，以铜作催化剂，硅与甲基氯化物相互作用→形成甲基氯化硅的混合物(一元、二元或三元)→通过蒸馏分离出二甲基氯化硅→二甲基氯化硅水解成硅烷又迅速合成为线型或环型硅氧烷→线型硅氧烷在氢氧化钾(KOH)的帮助下，形成四元双甲基环状体(D4)→在KOH存在下，D4聚合，链终止导致过程的完成。 3、硅氧烷的硫化 硅氧烷一般使用过氧化物硫化，以优化其耐高温能力。硅氧烷中含的乙烯基可被硫黄硫化，但硫键的低热敏性导致硅橡胶的热稳定性能容易受到破坏。 铂硫化体系也是硅橡胶硫化常用的，带来的性能包括：低挥发性、紧密的表
硅橡胶的研究进展 综述
硅橡胶的应用及发展前景 摘要：由于硅橡胶本身具有耐高低温、耐老化、透明度高、生理惰性、与人体组织和血液不粘连、生物适应性好、无毒、无味、不致癌等一系列优良的特性，所以硅橡胶在各个领域有着广泛的应用。本文简要介绍了硅橡胶的种类、不同制备方法的反应机理、最新的研究进展及其应用。 关键字：硅橡胶；应用；加成；缩合；氧化；分类 硅橡胶为一特种合成橡胶，它是由二甲基硅氧烷单体及其它有机硅单体，在酸或碱性催化剂作用下聚合成的一类线型高聚物(生胶)，经过混炼、硫化，可以相互交联成为橡胶弹性 体，其基本结构链，表示通式： 硅橡胶的性能特点如下： （1）物理机械性能：硅橡胶在室温下物理机械性能比其他橡胶低，但在150℃高温以上其物理机械性能高于其他橡胶，一般硅橡胶除弹性较好以外，拉伸强度、伸长率、撕裂强度都很差。 （2）耐高低温性能：硅橡胶可在-100℃-250℃长期使用，若适当配合的乙烯基硅橡胶可在250℃下工作数千小时，300℃下工作数百小时。热空气老化后仍能保持橡胶特性，低苯基硅橡胶的玻璃化转变温度为-140℃，其硫化胶在-70℃-100℃下仍具有弹性，硅橡胶可耐数千度的瞬时高温。 （3）优异的耐臭氧老化、热氧老化、光老化和气候老化性能：硅橡胶硫化胶在自由状态下室外暴晒数千年后性能无显著变化。 （4）优良的电绝缘性能：硅橡胶硫化胶在受潮、遇水和温度升高时的电绝缘性能变化很小。 （5）特殊的表面性能：硅橡胶是疏水的，对许多材料不粘可起隔离作用。 （6）优异的生理惰性：硅橡胶无水、无毒，对人体无不良影响，具有良好的生物医学性能。 （7）良好的透气性：硅橡胶的透气率较普通橡胶大数十至数百倍，而且对不同气体的
硅橡胶概述
硅橡胶 硅橡胶件 硅橡胶（英文名称：Silicone rubber），分热硫化型（高温硫化硅胶HTV）、室温硫化型（RTV），其中室温硫化型又分缩聚反应型和加成反应型。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品，而室温硅橡胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。热硫化型用量最大，热硫化型又分甲基硅橡胶（MQ）、甲基乙烯基硅橡胶（VMQ，用量及产品牌号最多）、甲基乙烯基苯基硅橡胶PVMQ（耐低温、耐辐射），其他还有睛硅橡胶、氟硅橡胶等。 医疗领域 概述 在众多的合成橡胶中，硅橡胶是在其中的佼佼者。它具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒的特点，在三百摄氏度和零下九十摄氏度时“泰然自若”、“面不改色”，仍不失原有的强度和弹性。硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。由于具有了这些优异的性能，使得硅橡胶在现代医学中广泛发挥了重要作用。近年来，由医院、科研单位和工厂共同协作，试制成功了多种硅橡胶医疗用品。 医疗用品 硅橡胶防噪音耳塞：佩戴舒适，能很好的阻隔噪音，保护耳膜。 硅橡胶胎头吸引器：操作简便，使用安全，可根据胎儿头部大小变形，吸引时胎儿头皮不会被吸起，可避免头皮血肿和颅内损伤等弊病，能大大减轻难产孕妇分娩时的痛苦。 硅橡胶人造血管：具有特殊的生理机能，能做到与人体“亲密无间”，人的机体也不排斥它，经过一定时间，就会与人体组织完全结合起来稳定性极为良好。
硅橡胶鼓膜修补片：其片薄而柔软，光洁度和韧性都良好。是修补耳膜的理想材料，且操作简便，效果颇佳。 此外还有硅橡胶人造气管、人造肺、人造骨、硅橡胶十二指肠管等，功效都十分理想。 硅橡胶介绍 硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃（或更低的温度）至+250℃（或更高的温度）下长期使用。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳，故硅橡胶不宜用于普通条件的场合，但非常适用于许多特定的场合。 值得一提的是，在生物医学工程中，高分子材料具有十分重要的作用，而硅橡胶则是医用高分子材料中特别重要的一类，它具有优异的生理惰性，无毒、无味、无腐蚀、抗凝血、与机体的相容性好，能经受苛刻的消毒条件。根据需要可加工成管材、片材、薄膜及异形构件，可用做医疗器械、人工脏器等。现今国内外都有专门的医用级硅橡胶。 硅橡胶主要品种 概述 硅橡胶主要分为室温硫化硅橡胶，高温硫化硅橡胶。因此，室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型，即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室温硫化硅橡胶。这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其特点：单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便，但深部固化速度较困难；双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热，收缩率很小，不膨胀，无内应力，固化可在内部和表面同时进行，可以深部硫化；加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度。 硅橡胶按其硫化特性可分为热硫化型硅橡胶和室温硫化型硅橡胶两类。按性能和用途的不同可分为通用型、超耐低温型、超耐高温型、高强力型、耐油型、医用型等等。按所用单体的不同，可分为甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅，腈硅橡胶等。 1、二甲基硅橡胶 （简称甲基硅橡胶）：
硅橡胶具有优异的耐热性
硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃（或更低的温度）至+250℃（或更高的温度）下长期使用。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳，故硅橡胶不宜用于普通条件的场合，但却非常适用于许多特定的用途。 还值得指出的是，在生物医学工程中，高分子材料具有十分重要的作用，而硅橡胶则是医用高分子材料中特别重要的一类，它具有优异的生理惰性，无毒、无味、无腐蚀、抗凝血、与机体的相容性好，并能经受苛刻的消毒条件。根据需要可加工成管材、片材、薄膜及异形构件，可用做医疗器械、人工脏器等。现今国内都有专门的医用级硅橡胶。 一、硅橡胶的品种 硅橡胶按其硫化特性可分为热硫化型硅橡胶和室温硫化型硅橡胶两类。按性能和用途的不同可分为通用型、超耐低温型、超耐高温型、高强力型、耐油型、医用型等等。按所用单体的不同，则可分为甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅，腈硅橡胶等。 1、二甲基硅橡胶（简称甲基硅橡胶）： 制备高分子量的线型二甲基聚硅氧烷橡胶，必须要有高纯度的原料，为保证原料的纯度，工业上通常是先将经过精镏提纯，含量为％以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介质中，在酸催化下进行水解缩合，并分离出双官能度的硅氧烷四聚体即八甲基环四硅氧烷，然后再使四环体在催化剂作用下，形成高分子线型二甲基聚硅氧烷。二甲基硅橡胶的形成反应可用下式表示： 二甲基硅橡胶生胶为无色透明的弹性体，通常用活性较高的有机过氧化物进行硫化。硫化胶可在—60~+250℃范围内使用，二甲基硅橡胶的硫化活性低，高温压缩永久变形大，不宜于制厚制品，厚制品硫化比较困难，内层亦易起泡。由于含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡胶性能较之为优，故二甲基硅橡胶已逐渐被甲基乙烯基硅橡胶所取代。现今生产和应用的其它类型的硅橡胶，它们除含有二甲基硅氧烷结构单元外，还含有或多或少的其它双官能硅氧烷的结构单元，但其制备方法与二甲基硅橡胶的制法没有本质的区别，其制备方法一般为在有利于环体形成的条件下，使所需的某种双官能度的硅单体进行水解缩合，然后按其所需比例加入八甲基环四硅氧烷，再在催化剂作用下共同反应而制得。 2、甲基乙烯基硅橡胶（简称乙烯基硅橡胶）： 其结构式可表示为： 此种橡胶由于含有少量的乙烯基侧链，故比甲基硅橡胶容易硫化，使之有更多种类的过氧化物可供硫化使用，并可大大减少过氧化物的用量。采用含少量乙烯基的硅橡胶与二甲基硅橡胶相较，可使抗压缩永久变形性能获得显着的改进，低的压缩变形反映了它作为密封件在高温下具有较佳的支撑性，这乃是O型圈和垫圈等所必须具备的要求之一。甲基乙烯基硅橡胶工艺性能较好，操作方便，可制成厚制品且压出、压延半成品表面光滑，是目前较常用的一种硅橡胶。 3、甲基苯基乙烯基硅橡胶（简称苯基硅橡胶）：
硅橡胶种类、配方、生产工艺及用途
硅橡胶种类、配方、生产工艺及用途 摘要：硅橡胶是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性材料,其分子主链由硅原子和氧原子 交替组成(—Si—O—Si—),侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团,这种基团可以 是甲基、不饱和乙烯基(摩尔分数一般不超过01005) 或其它有机基团,这种低不饱和度的分子 结构使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐候老化性,耐紫外线和臭氧侵蚀。分子链的柔韧性 大,分子链之间的相互作用力弱,这些结构特征使硫化胶柔软而富有弹性,但物理性能较差。关键词：硅橡胶、热硫化型橡胶、工艺流程、特性与功能、应用与发展 1 引言 分类 硅橡胶按其硫化机理不同可分为热硫化型、室温硫化型和加成反应型三大类。这里主要介绍热硫化型橡胶。 特性 (1)耐高、低温性 在所有橡胶中，硅橡胶的工作温度范围最广阔(-100～350℃)。例如,经过适当配合的乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,经250℃数千小时或300℃数百小时热空气老化后仍能保持弹性;低苯基硅橡胶硫化胶经350℃数十小时热空气老化后仍 能保持弹性,它的玻璃化温度为-140℃ ,其硫化胶在-70～100℃的温度下仍具有弹性。硅橡胶用于火箭喷管内壁防热涂层时,能耐瞬时数千度的高温。 (2)耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能硅橡胶硫化胶在自由状 态下置于室外曝晒数年后，性能无显着变化。 (3) 电绝缘 性能硅橡胶硫化胶的电绝缘性能在受潮、频率变化或温度升高时变化较小,燃烧 后生成的二氧化硅仍为绝缘体。此外,硅橡胶分子结构中碳原子少,而且不用炭黑作填料,因此在电弧放电时不易发生焦烧,在高压场合使用十分可靠。它的耐电晕性和耐电弧性极好,耐电晕寿命是聚四氟乙烯的1000 倍，耐电弧寿命是氟橡胶的20 倍。 (4)特殊的表面性能和生理惰性 硅橡胶的表面能比大多数有机材料小,具有低吸湿性,长期浸于水中吸水率仅为1%左右,物理性能不下降,防霉性能良好,与许多材料不发生粘合,可起隔离作用。硅橡胶无味、无毒,对人体无不良影响,与机体组织反应轻微,具有优良生理惰性和生理老化性。
硅橡胶老化性能研究及寿命预测
硅橡胶老化性能研究及寿命预测 发表时间：2017-10-16T12:11:21.247Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第14期作者：朱剑波1 欧阳赛红2 [导读] 这可以通过降低和消除胶料中的酸、碱以阻止硅氧主链的降解反应、添加耐热添加剂和选择合适的填料等途径来实现。 1.长园高能电气股份有限公司 523128； 2.广州市佳林化学科技有限公司 510632摘要：采用加速老化试验方法对硅橡胶的热氧老化性能进行了研究，以获得不同老化温度及老化时间对硅橡胶力学性能的影响规律，并利用Arrhenius方程对热空气老化环境下的硅橡胶使用寿命做出预测。结果表明，硅橡胶在热空气中老化时，随老化温度的升高和老化时间的延长，材料的拉伸强度和断裂伸长率均降低; 分别以拉伸强度和断裂伸长率作为考察指标做出寿命预测，推算出的寿命分别约为15a和 16.4a。 关键词：硅橡胶；老化性能；寿命预测 前言：硅橡胶以线型聚硅氧烷为生胶，通过填充填料并与其他助剂混炼后，再在一定条件下硫化，得到弹性态的硫化胶。其主要成分聚硅氧烷是以交替Si-O为主链、侧链为有机基团的半无机半有机线性高分子，因此，硅橡胶具有许多优异的性质，硅橡胶兼具有机高分子和无机物的优异性能。 硅橡胶凭借其独特的性能，已广泛应用于社会生产生活中的各个领域，尤其在国防建设。尖端科技发展等领域发挥着不可替代的作用。但由于橡胶在贮存过程中会逐渐变质，其各项性能会随着时间增加而逐渐下降，甚至失去使用价值。目前针对材料老化寿命的研究方法使用较多的是通过热空气老化测定橡胶选定性能的变化及达到指定临界值的时间，并利用Ar-rhenius方程来推算橡胶的贮存寿命。国家标准GB/T20020-2005详细阐述了应用该方程推算寿命的方法。 本文使用该方法研究了硅橡胶的老化性能，并对硅橡胶使用寿命进行了评估，有利于硅橡胶产品生产过程中改进性能。改善质量，为硅橡胶交付产品确定保险期(寿命)，同时为其应用提供实验研究数据参考和理论依据。 1. 硅橡胶的耐热氧老化性 硅橡胶在高温下的老化性能与其分子结构和环境条件密切相关，通常硅橡胶在高温下发生主链降解和侧基氧化反应。端基为硅羟基（Si-OH）的硅橡胶的主链断裂降解方式存在；而端基为乙烯基（Si-C=C）的甲基硅橡胶可以采用无规断裂方式降解，也可以按残余催化剂参与解扣的方式降解。 颜熹等人发现，在相同压缩载荷下，硅橡胶泡沫的泡孔结构破坏的严重程度随着老化温度的上升或老化时间的增加而加剧，这直接导致硅橡胶泡沫材料老化后压缩永久变形量增大；同时，张凯则采用加速老化试验方法对硅橡胶泡沫材料的热氧老化性能进行了研究，发现在应力存在下，材料的老化性能变化主要来源于2方面，意识硅橡胶材料自身的老化过程；而是硅橡胶泡沫材料内部泡孔的变化。在热氧老化过程中，随着老化温度和老化时间的增加，硅橡胶泡沫材料的泡孔结构逐渐破坏一直与丧失，表现为压缩永久变形和硬化趋势的增大。S.A.Visser等人发现，在周期应力作用下，随着温度的升高，二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷共聚弹性体的蠕变随着二苯基硅氧烷含量的增加而下降。 2. 实验部分 2.1实验原料 硅橡胶片: 自制 2.2实验仪器及设备 自然通风老化烘箱: GS101-2，重庆试验设备厂; 微机控制电子万能材料试验机: RGM-3005D，深圳瑞格尔仪器有限公司。 2.3试样制备 将硅橡胶片根据GB/T 528-2009裁成哑铃型试样，制得样片140片，并经过二次硫化。 2.4性能测试 2.4.1 热老化实验 采用自然通风老化烘箱，分别保持温度 120、150、180、210°C。将样品分别放入上述4种温度的烘箱中进行热老化实验，实验过程中保持样片间通风良好并受热均匀。 2.4.2 拉伸性能测试 从样条放入烘箱开始计算，分别在24、96、120、312、408、576、720、912、1080、1320、1560、1824、2040h测试其拉伸强度和断裂伸长率，直至各温度条件下，样条的拉伸性能降到初始值的50%，终止实验。若2040h还未达到50%，则需要每隔240h再次继续测试。 3. 结果与讨论 3.1热老化寿命推算依据 研究橡胶材料在模拟实验条件下的微观结构变化和宏观性能变化的对应关系是建立数学模型的基础。动力学表达式明确后，结合反应速率常数K与Arrhr-nius方程(式3)，得到P=F(t，T)的表达式(式4)，利用所得实验数据，进行计算处理，最终拟合得出公式5中各项系数。在一定温度范围，材料力学性能的变化是老化时间的函数:
高分子材料的环境行为与老化机理研究进展.
高分子材料的环境行为与老化机理研究进展 刘景军,李效玉 （北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029 摘要:总结了有关高分子材料在环境因素作用下老化研究的历史与现状,阐述了环境场（如光、热和化学介质对高分子老化的影响,提出了材料老化的一些主要机 理。在探讨了一些新研究手段的发展和取得的成果的基础上,进而展望了高分子材 料老化及防护措施的研究动向和发展趋势。 关键词:高分子;老化;环境因素;机理;进展 高分子学科自上世纪20 年代提出高分子结构的大分子观念以来,在短短几十年间已取得惊人的进展,产量如此之大,发展如此之快,其速度也是其它学科难以比拟的。无论是在超高温的工程技术,还是超低温的冷冻技术,也不管是太空的宇航,还是 大海的深潜,都离不开高分子材料。假如19世纪是蒸汽机和电的时代,那么20世纪 则是原子能和高分子时代。高分子材料的优点在于是可利用的再生资源,而且可实 现分子设计,不但可以用于结构材料,而且在功能性材料方面有着广泛的发展前景。然而,高分子材料的老化与防止问题,已成为一个非常重要的问题,其实际老化造成的 危害要比人们想象中的严重得多,尤其是在苛刻环境条件下,常导致设备过早失效,材 料大量流失,不但使经济上受到很大损失,导致资源的浪费,甚至因材料的失效分解对 环境的污染,高分子的老化失效问题已成为限制高分子材料进一步发展和应用的关键问题之一。学者们认为,国际上目前还有许多老化的基本问题需进一步研究:如:在老化试验中,人工加速的寻求;各种防老剂间的协同效应研究;超分子结构和老化的关 系;光引发机理和光稳定机理仍需进一步研究;自毁性高分子研究和应用以及废高分子材料的回收利用等[1~15]。国内外有众多的学者从事这方面的工作,取得了一些进展[15~25]。综合相关的文献报道看,目前老化研究主要集中在探讨这些材料老化的规律、机理,以及环境因素对材料老化的影响等方面,取得了一些有价值的结果。这 些工作对于发展新的实验技术和测试方法,改善材料的生产技术、研制特种材料、 逐步达到按指定性能设计新材料等具有重大的指导作用。
硅橡胶特性及在某型机上的应用
硅橡胶特性及在某型机上的应用 航空工程与维 修 Characteristics of G148 Silicone Rubber and G－ 51 Fluosilicone Rubber Used in the Aircraft 硅橡胶具有突出的耐臭氧、耐大气老化性能，热稳定性 航空工程与维修 Characteristics of G148 Silicone Rubber and G－51 Fluosilicon e Rubber Used in the Aircraft 硅橡胶具有突出的耐臭氧、耐大气老化性能，热稳定性能，低温柔韧性能，氟硅橡胶还具有耐液体性能。本文介绍了G148硅橡胶及G－51氟硅橡胶在某型飞机上的应用。 一般的橡胶是以碳－碳键为主链的结构，而硅橡胶则是以硅氧键为主链的结构。由于其结构的特殊性，决定了它具有耐高温、耐低温、耐臭氧老化、耐大气老化性能以及优良的介电性能，对滑油等介质表现出优异的化学惰性以及其他橡胶所不具备的性能，因此在航空工业和军事装备等国防工业领域中使用范围非常广泛。特别是近十几年发展起来的氟硅橡胶，在兼顾硅橡胶优异性能基础上，还具有耐油、耐溶剂、耐化学药品的特性，使硅橡胶的应用扩大至各种油类介质、酸类介质、化学溶剂介质环境中，并还在继续扩大其应用范围。下面简要阐述我国某型机选用的G148硅橡胶和G－51氟硅橡胶的结构性能以及与同类胶料相比所具有的优点。
硅橡胶结构及特性 硅橡胶是指主链以Si－O单元为主，以单价有机基团(R、R′、R″)为侧基的一类线性聚合物，其中R、R′、R″可以是甲基、乙烯基、苯基、氟烷基，m和n为聚合度，一般m ＋n在5000～10000之间，n/(m＋n)在0.02％～0.5％之间。 1.物理机械性能对温度的依赖性小 由于Si－O键的离子性较强以及硅氧烷链容易内旋转和具有柔顺性，导致了硅氧烷链的卷曲倾向。常温下聚合链呈螺旋状结构，每圈主要由6～7个硅氧单元组成，而且具有一定的有序性，当温度升高时，螺旋状聚合链可以舒展，使聚硅氧烷的粘度趋于增大，这与高聚物粘度通常随温度升高而降低的趋势正好相反，致使硅橡胶物理机械性能在较宽温度范围内变化较小。如拉伸强度在0～250℃之间的变化明显比其他橡胶小得多(见图1)。其硬度、扯断伸长率、定伸应力等在一定温度范围内的变化也小于其他有机橡胶。 图1各种橡胶的拉伸强度与温度的关系 2.优异的耐热稳定性 硅橡胶的耐热稳定性包括3个因素： （1）热解稳定性：由于Si－O键键能为427.4kJ/mol，而C－C键键能为262.7kJ/mol，所以其热解稳定性高于C－C键有机橡胶。 （2）热氧化稳定性：因为联接到Si上的有机基团(如苯基、甲基、乙基、丙基、乙烯
硅橡胶结构、性能与加工工艺
硅橡胶结构、性能与加工工艺 硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃（或更低的温度）至+250℃（或更高的温度）下长期使用。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳，故硅橡胶不宜用于普通条件的场合，但却非常适用于许多特定的用途。 还值得指出的是，在生物医学工程中，高分子材料具有十分重要的作用，而硅橡胶则是医用高分子材料中特别重要的一类，它具有优异的生理惰性，无毒、无味、无腐蚀、抗凝血、与机体的相容性好，并能经受苛刻的消毒条件。根据需要可加工成管材、片材、薄膜及异形构件，可用做医疗器械、人工脏器等。现今国内都有专门的医用级硅橡胶。 一、硅橡胶的品种 硅橡胶按其硫化特性可分为热硫化型硅橡胶和室温硫化型硅橡胶两类。按性能和用途的不同可分为通用型、超耐低温型、超耐高温型、高强力型、耐油型、医用型等等。按所用单体的不同，则可分为甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅，腈硅橡胶等。 1、二甲基硅橡胶（简称甲基硅橡胶）： 制备高分子量的线型二甲基聚硅氧烷橡胶，必须要有高纯度的原料，为保证原料的纯度，工业上通常是先将经过精镏提纯，含量为99.5％以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介质中，在酸催化下进行水解缩合，并分离出双官能度的硅氧烷四聚体即八甲基环四硅氧烷，然后再使四环体在催化剂作用下，形成高分子线型二甲基聚硅氧烷。二甲基硅橡胶的形成反应可用下式表示： 二甲基硅橡胶生胶为无色透明的弹性体，通常用活性较高的有机过氧化物进行硫化。硫化胶可在—60~+250℃范围内使用，二甲基硅橡胶的硫化活性低，高温压缩永久变形大，不宜于制厚制品，厚制品硫化比较困难，内层亦易起泡。由于含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡胶性能较之为优，故二甲基硅橡胶已逐渐被甲基乙烯基硅橡胶所取代。现今生产和应用的其它类型的硅橡胶，它们除含有二甲基硅氧烷结构单元外，还含有或多或少的其它双官能硅氧烷的结构单元，但其制备方法与二甲基硅橡胶的制法没有本质的区别，其制备方法一般为在有利于环体形成的条件下，使所需的某种双官能度的硅单体进行水解缩合，然后按其所需比例加入八甲基环四硅氧烷，再在催化剂作用下共同反应而制得。 2、甲基乙烯基硅橡胶（简称乙烯基硅橡胶）： 其结构式可表示为： 此种橡胶由于含有少量的乙烯基侧链，故比甲基硅橡胶容易硫化，使之有更多种类的过氧化物可供硫化使用，并可大大减少过氧化物的用量。采用含少量乙烯基的硅橡胶与二甲基硅橡胶相较，可使抗压缩永久变形性能获得显著的改进，低的压缩变形反映了它作为密封件在高温下具有较佳的支撑性，这乃是O型圈和垫圈等所必须具备的要求之一。甲基乙烯基硅橡胶工艺性能较好，操作方便，可制成厚制品且压出、压延半成品表面光滑，是目前较常用的一种硅橡胶。 3、甲基苯基乙烯基硅橡胶（简称苯基硅橡胶）： 此种橡胶是在乙烯基硅橡胶的分子链中，引入二苯基硅氧链节或甲基苯基硅