二乙基硅橡胶的性能研究
硅橡胶的特性
硅橡胶的特性硅橡胶硅橡胶的性能主要源于线型聚硅氧烷的化学结构，即由于主链由Si-O-Si键组成，具有优异的热氧化稳定性，耐候性以及良好的电性能。
当生胶侧链中引入少量苯基，可改善橡胶的耐低温性能；引入γ-三氟丙基，可提高耐油、耐溶剂性能。
主链中引入亚芳基可提高耐用辐照及机械性能等。
此外硅橡胶以白炭黑及金属氧化物等作填料，以有机硅化合物（硅氧烷或硅烷）作结构控制剂，并使用特定的改性添加剂，过氧化物硫化剂以及配合成型工艺等。
因而，硅橡胶不仅具有一系列不同于有机橡胶的特性，而且硅橡胶之间的性能也可有相当差异。
1、耐热性硅橡胶在空气中的耐热性比有机橡胶好得多,在150℃下其物理机械性能基本不变,可半永久性使用,在200℃下可使用1000h以上;380℃下可短时间使用.因而硅橡胶广泛用作高温场合中使用的橡胶部件。
2、耐候性硅橡胶主链中无不饱和键,加之Si-O-Si键对氧、臭氧及紫外线等十分稳定，因而无需任何添加剂，即具有优良的耐候性.在臭氧中发生电晕放电时，有机橡胶很快老化，而对硅橡胶则影响不严重.长时间暴露在紫外线及风雨中，其物理机械性能变化不大，经户外曝晒试验数十年，未发现裂纹或降解发黏等老化现象。
3、电气特性硅橡胶具有优良的电绝缘性能，其体积电阻高达1×（1014～1016）Ω.cm,抗爬电性10～30min(特殊品级可达3.5kv/6h),抗电弧性80～100s(特殊品级可达到420s);表面电阻为(1～10) ×1012Ω.cm;导电品级可达1×（10-3～107）Ω.cm;介电损耗角正切(tgδ)小于10-3,介电常数2.7～3.3(50Hz/25℃),介电强度18～36KV/mm,而且在很宽的温度及频率范围内变化不大.甚至浸入水中后,电性能也很少降低,十分适合用作电绝缘材料.硅橡胶对高压下的电晕放电及电弧具有优良的阻尼作用。
4、压缩永久变形压缩永久变形性是硅橡胶在高、低温条件下作垫圈使用时的重要性能.二甲基硅橡胶的压缩永久变形性较差，在150℃下压缩22h 后形变值高达60%左右.但是甲基乙烯基硅橡胶,特别是使用烷基系列过氧化物硫化的制品,具有优良的压缩永久变形性,其形变值可在20%以下.二段硫化条件对压缩永久变形值也有很大的影响,亦即二段硫化温度愈高,压缩永久变形值愈低.为了改进硫化胶制品的压缩永久变形性,还可在胶料中添加氧化汞、氧化镉、氧化锌及醌类化合物等。
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。
结构化控制剂对硅橡胶性能的影响
橡 胶 工 业CHINA RUBBER INDUSTRY204第71卷第3期Vol.71 No.32024年3月M a r.2024结构化控制剂对硅橡胶性能的影响杨德超，李超芹*（青岛科技大学 高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心，山东 青岛 266042）摘要：以甲基乙烯基硅橡胶为主体材料，研究结构化控制剂羟基硅油、甲氧基硅油和二甲基二乙氧基硅油对硅橡胶性能的影响。
结果表明：添加结构化控制剂可以抑制硅橡胶的结构化现象，减小硅橡胶的交联程度、硬度、定伸应力、拉伸强度、回弹值和压缩永久变形，增大拉断伸长率；羟基硅油对硅橡胶结构化的抑制效果最佳，可以降低硅橡胶（捏合混炼胶）的储能模量，延长停放时间，其用量为6份时就能达到较好的效果。
关键词：硅橡胶；结构化控制剂；结构化现象；储能模量；停放时间中图分类号：TQ330.38＋7；TQ333.93 文章编号：1000-890X （2024）03-0204-07文献标志码：A DOI ：10.12136/j.issn.1000-890X.2024.03.0204硅橡胶是一种非自补强性橡胶，未经补强的硅橡胶力学性能很差，几乎没有实用价值，加入适量的补强填料可以大幅度提高其力学性能。
白炭黑是硅橡胶的主要补强填料，但白炭黑表面含有活性硅羟基，会与硅橡胶分子中的硅氧键或者端硅羟基作用生成氢键，产生物理和化学结合，使得白炭黑难以均匀地分散在硅橡胶中，并且其胶料在储存过程中会逐渐变硬，塑性降低[1-2]，即产生结构化现象。
为了解决硅橡胶的结构化，通常要加入结构化控制剂，其组成为带有活性基团的有机硅化合物。
结构化控制剂的抗结构化功能归因于其活性基团优先与白炭黑表面的羟基作用，从而抑制白炭黑粒子间氢键的生成，促进白炭黑在硅橡胶中的分散，降低白炭黑的团聚[3-5]。
本工作以甲氧基硅油、羟基硅油、二甲基二乙氧基硅油作为结构化控制剂，甲基乙烯基硅橡胶为主体材料，气相法白炭黑为填料，2，5-二甲基-2，5-双（叔丁基过氧基）己烷（硫化剂双25）为交联剂，通过热压硫化并采用二次硫化工艺制得热硫化硅橡胶，通过改变结构化控制剂的种类和用量，研究硅橡胶的加工行为及力学性能，利用橡胶加工分析仪（RPA ）分析硅橡胶的结构化 现象[6-8]。
硅橡胶的应用及改性技术fgt
项
目
结果
２．３×１０“
邵尔Ａ型硬度／度 拉伸强度／ＭＰａ
拉断伸长率／％
表面电阻率／ｎ
体积电阻率／（ｆｉ・ｅｍ）２．８×１０１６ １６ 介电强度／（ｋＶ・ｍｍ）
撕裂强度／（ｋＮ・ｍ“）２９４
万方数据
硅橡胶的应用及改性技术
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 康瑾， KANG Jin 南京扬子石化金浦橡胶有限公司,江苏,南京,210048 橡胶科技市场 CHINA RUBBER SCIENCE AND TECHNOLOGY MARKET 2008,6(13)
本文链接：/Periodical_xjkjsc200813005.aspx
玻璃短纤维增强的橡塑合金材料具有优良的成型加工性能可用于生产形状复杂的制品并且表3玻璃短纤维增强的橡塑合金材料性能项目结果项目结果邵尔a型硬度度89表面电阻率n2310拉伸强度mpa558体积电阻率fiem281016拉断伸长率140介电强度kvmm16撕裂强度knm294具有良好的耐热耐寒和电绝缘性与未经玻璃纤维增强的甲基苯基乙烯基硅橡胶相比撕裂强度及耐磨性均有所提高可用于航空接插件的制造制得的接插件耐低温耐湿气绝缘性和介电性能均达到了要求
万方数据
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橡胶科技市场
表１硅橡胶／氟橡胶并用胶性能
硅橡胶／氟橡胶并用比
２００８年第１３期
具有良好的耐热、耐寒和电绝缘性，与未经玻璃纤 维增强的甲基苯基乙烯基硅橡胶相比，撕裂强度
５０／５０ ４０／６０
项
目 ｏ／１００ ３０／７０
及耐磨性均有所提高，可用于航空接插件的制造， 制得的接插件耐低温、耐湿气绝缘性和介电性能 均达到了要求。 ２．２．２芳纶增强改性 耐高温的芳纶纤维可提高硅橡胶的耐烧蚀性 能，作为热防护材料提高防护性能。在硅橡胶的
硅橡胶的性能及应用
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2. 甲基乙烯硅橡胶
性能：耐热性，耐寒性极好，可在-60~ 250℃ 使用，物性变化小；耐臭氧性，耐
气候性好；电性能优良。抗高温压缩变形比二甲基硅橡胶有改进。
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3. 甲基苯基乙烯硅橡胶
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参考文献
• 张玉龙 张晋生 特种橡胶及应用 北京： 化学工业出版社 2011.3
• 徐莉 张丽丽 硅橡胶的研究与应用进展
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6. 医用硅橡胶制品
主要应用了硅橡胶的生理惰性、耐体液腐蚀性和良好的生物兼容性。 A 导管：人工心肺机泵管，静脉插管，输血管等。 B 颅脑外科制品：人工颅骨，人工脑膜等。
C 耳鼻喉科：人工鼻梁，人工下巴等。 D 心外科制品：人工肺硅胶模。 E 消化系统：胃管，营养管等。
3. 硅橡胶绝缘子
绝缘子是输变电线路上不可缺少的部件，有机硅橡胶高压复合绝缘子是目前最新型的 第三代绝缘子。
性能： A 质量轻、轻度高。密度是传统陶瓷和玻璃的1/10～1/7，而拉伸强度却高出3～
4倍。 B 电绝缘及防污性能优良。不易被污染，减少了人工维护成本。 C 整体结构增大了爬距比。从某种程度上也增强了其电绝缘性能。
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2 分类与牌号表示方法
• 按化学成分：二甲基硅橡胶，甲基乙烯硅 橡胶，甲基苯基乙烯硅橡胶等等
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，而且对不同气体的透气率差别较大。
（8）耐油耐辐射、耐燃烧等性能：硅橡胶具有优良的耐油、耐溶剂性能它对脂肪族、芳香族和氯化烃类溶剂在常温和高温下的稳定性非常好。
一般硅橡胶对低浓度的酸、碱有一定的抗耐性，对于乙醇、丙酮等介质也有较好的抗耐性，硅橡胶的耐辐射性能一般。
硅橡胶性能及其研究进展
硅橡胶性能及其研究进展摘要：硅橡胶分子链结构的特殊性，使其具有优异的力学性能、耐热性、耐寒性、耐候性、阻燃性等，广泛应用于各个领域；随着科技的发展对硅橡胶性能的要求也越来越高。
本文简要阐述了硅橡胶的相关概念及其性能，探讨了硅橡胶的进展及应用。
关键词：硅橡胶；性能；进展前言：硅橡胶通常是指分子主链由Si原子和O原子交替构成基本骨架，各种有机基团作为线性聚硅氧烷的侧基，其中侧基通常有甲基、苯基、乙基和乙烯基等。
因硅橡胶分子链的特殊结构，使其具有各种优良的性质特性等，广泛应用于国防、汽车、农业、能源、航天航空、化工、电子电气、建筑、医疗和运输等领域。
1硅橡胶简介硅橡胶（SR）是以Si-O单位为主链，以有机基团为侧基的线性聚合物。
它是典型的半无机半有机聚合物，既具有无机高分子的耐热性，又具有有机高分子的柔顺性。
它的一般结构式为：式中，R、R1、R2为有机基团，如甲基、苯基、乙烯基、三氟丙基等，m、n为聚合度，可以在很宽的范围内变化。
为了说明硅橡胶的化学结构，表1列出了键长和键角的近似值，表2比较了一些原子同硅原子键能与这些原子同碳原子键接时的键能。
可以看出，Si-O键比C-C键键能高出很多，因而，硅橡胶与通用橡胶相比具有更高的稳定性，如耐热性、耐候性、电绝缘性和化学稳定性。
2硅橡胶的性能2.1力学性能硅橡胶分子间作用力小、易滑移，冷态下可慢速流动，其拉伸强度和撕裂强度都很低，纯硅橡胶硫化胶的拉伸强度只有0.35MPa左右，补强后才有实用价值。
硅橡胶的拉伸强度、撕裂强度和拉断伸长率会随工作温度的升高而均呈下降趋势，且温度越高趋势越加明显。
硅橡胶的补强通常采用机械混合法，将补强填料加入到聚合物体系中，填料表面的硅醇基与聚合物分子通过氢键相结合，起到补强作用；然而对硅橡胶最具补强效果的气相法白炭黑极易集聚，颗粒难以均匀分散，在具有较高相对分子质量的聚二甲基硅氧烷基体中，白炭黑颗粒的分散更加困难，极易导致宏观相物质的分离现象发生，影响硅橡胶的力学性能和耐热性能。
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摘要本文研究了硅橡胶老化性能，详细介绍了其老化机理，分析了低温、低湿度、UV照射等因素对老化性能的影响，并研究了增加石油硫化物和酚醛树脂改进剂的影响，并提出了改进硅橡胶老化性能的措施.此外，结合实验研究和理论分析，对硅橡胶的寿命进行了预测，建立了硅橡胶寿命预测模型，并为未来硅橡胶老化性能提供了参考.关键词：硅橡胶；老化性能；石油硫化物；酚醛树脂改进剂；寿命预测1. Introduction2. The Aging Mechanism of Silicone RubberSilicone rubber will age in the process of long-term use, and the main aging mechanism of silicone rubber is radiation aging. The radiation aging may mainly include the following points: on the one hand, under the irradiation of ultraviolet light, the physical structure of the rubber molecule will be destroyed or changed. On the other hand, oxygen and ozone in the atmosphere will also react with rubber molecules to produce free radicals, resulting in the degradation of rubber elasticity.3. Effect of Low Temperature, Low Humidity and UV Radiation on the Aging Performance of Silicone Rubber(1) Low temperature: Low temperature is one of the external conditions that will cause aging of silicone rubber. When the elastomer is exposed to low temperature, the internal structureof the rubber will be damaged. The lower the temperature, the worse the damage of the rubber will be.(2) Low humidity: Low humidity is also one of the external conditions that cause aging of silicone rubber. Low humiditywill accelerate the absorption of oxygen by the rubber molecules, resulting in the reduction of the viscosity and mechanical properties of the rubber.(3) UV Radiation: UV radiation is also one of the external conditions that cause aging of silicone rubber. The radiation of UV will not only cause the destruction of the physical structure of the rubber molecules, but also react with the rubbermolecules to produce free radicals, which will further lead tothe decrease of the viscosity, tensile strength and other properties of the rubber.4. Effect of Petroleum Sulfide and Phenolic Resin Improving Agent on Aging Performance of Silicone Rubber。
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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 rubberH 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化工新型材料第38卷硅橡胶具有较好的高低温性能,但由于二乙基链节的引入,使硅橡胶的耐热性能降低。
表1列出了各种硅橡胶的物理机械性能、热空气老化性能和压缩耐寒系数。
表1 不同硅橡胶的性能对比研究生胶甲基乙烯基硅橡胶10%二乙基链节硅橡胶20%二乙基链节硅橡胶拉伸强度/M Pa 9.210.910.6扯断伸长率/%315252220邵尔A 型硬度/度576062150e @72h 热空气老化拉伸强度变化率/%-1-7-22扯断伸长率变化率/%-4-21-33邵尔硬度变化/度+2+4+7压缩耐寒系数-60e 0.160.760.77-80e 00.450.67-100e0.190.47从表1可以看出,常温时三种硅橡胶硫化胶的力学性能相近,热空气老化试验后甲基乙烯基硅橡胶的性能明显好于二乙基硅橡胶,并随二乙基链节含量的增加,热空气老化后的力学性能显著降低。
这主要是由于二乙基的反应活性比甲基大,热氧稳定性较差[6],因此,随二乙基链节含量增多,耐热空气老化性能下降。
从压缩耐寒系数可以看出10%二乙基链节的硅橡胶在-60e 、-80e 和-100e 的压缩耐寒系数分别为0176、0145和0119,明显的好于甲基乙烯基硅橡胶,可见用二乙基链节取代部分二甲基链节破坏了聚硅氧烷分子链的规整度,抑制了硅橡胶在-50e 左右的结晶过程,低温性能明显改善。
乙基对分子链的柔性影响很小,随乙基含量的增加,如含20%二乙基链节的硅橡胶在-80e 和-100e 的压缩耐寒系数分别为0167和0147,显示了更好的低温性能。
212 硅橡胶低温性能的DMTA 分析图1是甲基乙烯基硅橡胶的动态机械热分析曲线从图1可以看出,甲基乙烯基硅橡胶低温性能比较差,这主要是因为,聚甲基硅氧烷在在远高于玻璃化温度下出现结晶,并且分子量越高结晶速率越快[7-8]。
因此,甲基乙烯基硅橡胶在-39e 左右快速结晶,低温性能变差。
图1 甲基乙烯基硅橡胶的动态机械热分析曲线可见,硅橡胶的低温性能很大程度上受低温结晶的影响,用体积较大的结构单元取代部分二甲基链节可破坏硅橡胶主链的规整性,降低聚合物的结晶温度和结晶度,从而可改善硅橡胶的低温性能。
图2是含10%二乙基链节硅橡胶的动态机械热分析曲线,图3是含20%二乙基链节硅橡胶的动态机械热分析曲线。
从图2可以看出,在甲基乙烯基硅橡胶中引入10%二乙基链节,破坏了聚甲基硅氧烷的规整结构,使结晶温度明显降低。
二乙基硅橡胶硫化胶的储能模量在结晶区既不是单调上升,也不是单调下降,而是在某一温度下达到极大值,这也说明结晶速率随温度的变化,既不是单调上升,或单调下降,而是在某一温度下达到极大值。
结晶需要一定的时间,在测试中,随着温度的升高,静态结晶的橡胶在拉应力作用下,可能产生应变诱导结晶[9],所以,储能模量在-125e 后逐渐升高,但随着温度升高到-97e 后,结晶又随温度的升高而受到破坏,逐渐恢复橡胶的弹性,储能模量则呈现出下降的趋势。
从图3可以看出,在甲基乙烯基硅橡胶中引入20%二乙基链节的硅橡胶在-150~0e 范围内只有一组损耗模量峰,没有结晶熔化转变,属于非结晶橡胶;其在-100~0e 之间储能模量也没有明显的变化,保持了很好的低温稳定性。
从图2、图3可看出,含10%二乙基链节硅橡胶的玻璃化转变温度T g 为-140e ,含20%二乙基链节硅橡胶的玻璃化转变温度T g 为-143e ,随乙基链节含量的增加,玻璃化转变温度降低。
这可能是由于当乙基取代基沿主链骨架隔开时,它们可能从大分子轴心向外伸出,并倾向于将临近的链段相#78#第12期黄艳华等:二乙基硅橡胶的性能研究互推开,从而增大链段间的自由体积,使高分子链段的运动能力提高,从而降低玻璃化温度[6]。
3结论在聚硅氧烷侧链上引入二乙基链节制得的硅橡胶,热老化试验表明,随二乙基链节含量的增加,耐热空气老化性能降低;压缩耐寒系数实验表明,二乙基的引入破坏了硅橡胶的低温结晶,表现出优异的耐低温性能,20%二乙基链节硅橡胶在-100e的压缩耐寒系数可达0147;DM T A分析表明,当二乙基链节含量达到一定数量时,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,并随二乙基链节含量的增加玻璃化转变温度降低。
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