气相二氧化硅在硅橡胶中的应用
气相二氧化硅在胶衣树脂中的应用研究

气相二氧化硅在胶衣树脂中的应用研究近年来,随着科学技术的进步,胶衣树脂在各种领域的应用正变得越来越广泛。
在各种材料中,气相二氧化硅是一种重要的成分,通过加入它可以改善胶衣树脂的物理性能和力学性能。
随着对胶衣树脂的研究不断深入,气相二氧化硅在胶衣树脂中的应用也变得越来越重要。
本文将讨论气相二氧化硅在胶衣树脂中的应用研究。
气相二氧化硅是一种常见的有机物,具有优良的力学性能和耐热性。
它在微量中具有较强的抗氧化性。
此外,气相二氧化硅可以有效减少聚合物链之间的相互作用,从而降低聚合物材料的粘性。
它还可以提高聚合物材料的抗水能力和防火性能,从而增强材料的整体性能。
为了改善胶衣树脂的性能,可以考虑添加少量的气相二氧化硅作为外加剂。
当气相二氧化硅和胶衣树脂混合时,它们之间由静电作用形成强结合,从而增强了胶衣树脂的强度和韧性。
在体积收缩和拉伸中,气相二氧化硅的加入可以提高胶衣树脂的拉伸率,具有良好的延展性。
此外,气相二氧化硅还可以有效地改善胶衣树脂的抗磁性能,使其受磁场的影响减少。
气相二氧化硅在胶衣树脂中的应用也有一些可靠的研究结果。
例如,研究表明,当添加2%的气相二氧化硅时,胶衣树脂的拉伸率比没有加气相二氧化硅的材料要高出20%。
此外,气相二氧化硅添加物的细微粒子尺寸可以有效减少聚合物的孔隙性,并增加其热稳定性。
虽然气相二氧化硅可以有效提高胶衣树脂的性能,但是也存在一些弊端。
例如,气相二氧化硅有毒,它可以损害人体健康,尤其是当气相二氧化硅积存在湿地中时。
因此,在添加气相二氧化硅时,必须确保使用的量适当,以免出现任何毒性问题。
综上所述,气相二氧化硅是一种重要的有机物,可以有效改善胶衣树脂的性能。
添加少量的气相二氧化硅可以增强材料的力学性能、防火性能和抗磁性能。
同时,在添加气相二氧化硅时,也应注意控制用量,以免引起毒性问题。
气相二氧化硅在胶衣树脂中的应用研究

气相二氧化硅在胶衣树脂中的应用研究超细二氧化硅,该产品是重要的功能性粉体化工材料,应用面广、市场需求量大,现国内需求主要靠进口,2000年进口3万多吨,据市场调研,2005年国内需求量为10万吨以上,2010年为15万吨以上。
项目建成后,能为电子封装材料、硅基基板、硅橡胶和特种橡胶、高档涂料、彩色喷墨打印纸、功能化纤以及高级粘结密封剂等提供优质功能性化工材料,满足国内市场需要,并替代进口。
1 前言近年来随着玻璃钢工业的迅速发展,对玻璃钢制品的质量和外观和表面胶衣层提出了更高的要求。
胶衣树脂是不饱和聚酯中的一个特殊品种。
它起保护制品,延长使用寿命的作用,因此应具有良好的拉伸强度,抗弯曲性能及耐水、耐热等性能。
胶衣树脂可使用亲水型气相二氧化硅。
它具有极小颗粒粒径(原生颗粒粒径7-45nm)和极大比表面积(200-380m2/g)。
本文主要研究了纳米级二氧化硅、乙二醇对胶衣树脂触变性及树脂浇铸体力学性能的影响。
2 试验部分2.1 实验用原材料及配方原材料有福田公司196不饱和聚酯树脂、德国N20及沈阳化工公司 A200及 A380气相二氧化硅、乙二醇(AR)、道康宁公司有机硅氧烷分散剂、德谦公司6800消泡剂、过氧化甲乙酮和环烷酸钴。
实验用配方见表1。
表1 实验用配方使用纳米SiO的关键是确保其在不饱和聚酯树脂中达到良好的分散,分2散越好,则触变指数越大,力学强度越高。
分散设备有超声均化仪、三辊研磨机、砂磨机、胶体磨、高速剪切搅拌机等。
本文首先将气相二氧化硅、分散剂加入少量的不饱和聚酯树脂中用三辊研磨机制备母体,然后将母体加入树脂中经高速搅拌稀释到一定的比例。
该工艺分散时剪切力较大,粘度更高,气相二氧化硅的分散较好。
2.3 性能检测粘度用美国Brookfield粘度仪测量;分散性用JSM-6330F扫描电镜观察;拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂延伸率按GB2568-1995标准,弯曲强度及模量按GB2570-1995标准在英国 Hounsfieid HT-10万能试验机上测量,并测试了冲击强度。
CAB-O-SIL

CAB-O-SIL ® DURAMOLD ™ 2150F umed S ilica北美Cabot Corporation Business and Technology Center 157 Concord Road P .O. Box 7001Billerica, MA 01821USA Tel: +978 663 3455Fax: +978 663 5471Tel: +678-297-1300 (Customer service)Fax: +678 297-1245 (Customer service)欧洲Cabot Specialty Chemicals Coordination Center Interleuvenlaan 15 i 3001 Leuven Belgium Tel: +32 16 39 24 00Fax: +32 16 39 24 44日本Cabot Specialty Chemicals Inc.Sumitomo Shiba-Daimon Bldg. 11F 2-5-5 Shiba Daimon,Minato-ku Tokyo 105-0012Japan Tel: +81 3 6820 0255Fax: +81 3 5425 4500南美Cabot Brasil Industria e Comericio Ltda.Rua do Paraiso 148 - 5 andar 04103-000 Sao Paolo,SP Brazil Tel: +55 11 2144 6400Fax: +55 11 3253 0051亚太地区Cabot China Ltd.558 Shuangbai Road Shanghai 201108China Tel: +86 21 5175 8800Fax: +86 21 6434 5532© 2012 Cabot Corporation - All rights reserved worldwide.CAB-O-SIL ® is a registered trademark of Cabot Corporation and DURAMOLD ™ is a trademark of Cabot Corporation. 03/2012主要指标BET 比表面积244-277 m 2/g pH (4% 水液)3.8-4.3325 筛份 (44µm)0.02% (最大值)加热失重1.0% (包装时刻)晶型无定形产品包装规格:CAB-O-SIL DURAMOLD 2150 用多层牛皮纸袋包装,每包 10Kg 。
《硅橡胶用气相二氧化硅》团体标准

硅橡胶是一种广泛应用于工业和民用领域的重要材料,其优异的耐高低温性能、化学稳定性和机械性能,使其在密封件、绝缘套管、电子元件等领域得到广泛应用。
而为了进一步提高硅橡胶的性能,气相二氧化硅技术应运而生,通过在硅橡胶表面形成一层气相二氧化硅薄膜,可以有效改善硅橡胶的磨损性能、耐久性和耐老化性能,从而提高其在复杂工况下的应用性能。
在我国硅橡胶行业中,关于硅橡胶用气相二氧化硅技术的标准化工作一直备受关注。
经过多次讨论和修改,我国《硅橡胶用气相二氧化硅》团体标准即将发布,该标准将为我国硅橡胶行业的技术发展提供重要的依据和支持。
下面,将就该团体标准的主要内容进行介绍。
一、标准的适用范围该团体标准适用于硅橡胶用气相二氧化硅的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
二、术语和定义2.1 硅橡胶:指以硅链段为主要骨架的橡胶。
2.2 气相二氧化硅技术:指采用化学气相沉积技术在硅橡胶表面形成气相二氧化硅薄膜的技术。
2.3 气相二氧化硅薄膜:指在硅橡胶表面均匀覆盖的气相二氧化硅薄层。
三、技术要求3.1 化学成分:气相二氧化硅应符合相关国家标准的要求,含有杂质的含量应满足硅橡胶的技术要求。
3.2 表面覆盖率:气相二氧化硅薄膜在硅橡胶表面的覆盖率应符合要求,确保其均匀性和完整性。
3.3 粘接强度:气相二氧化硅薄膜与硅橡胶基材之间的粘接强度应达到一定标准,以确保气相二氧化硅薄膜的稳定性和耐久性。
3.4 其他性能:气相二氧化硅薄膜应具有良好的耐磨损性能、耐老化性能和耐化学腐蚀性能,以适应硅橡胶在不同工况下的应用。
四、试验方法4.1 化学成分分析:采用化学分析方法对气相二氧化硅的化学成分进行分析,确保其符合要求。
4.2 表面覆盖率检测:采用显微镜、扫描电子显微镜等设备对气相二氧化硅薄膜在硅橡胶表面的覆盖率进行检测,确保其达到标准要求。
4.3 粘接强度测试:采用拉伸试验等方法对气相二氧化硅薄膜与硅橡胶基材之间的粘接强度进行测试。
AEROSIL R 8200 在硅橡胶中的应用

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4.2 单组分 RTV 硅橡胶 的特性
AEROSIL® R 8200 在单组分 RTV 体系中可以完全体现它的优点 应用于自流平橡胶体系尤其是基于柔性涂层的建筑材料。与其它 产品相比,AEROSIL® R 8200 也显示出非常优秀的流变性能。(见 表 3)
由于具有极低的增稠效果,
5.3 液体硅橡胶(LSR)配方
11
6 参考文献
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1-1209-27/Feb06
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1. 前言
自从 Rochow(1)在二十世纪四十年代开发出聚硅氧烷体系以来, 合成二氧化硅一直作为补强填料应用于有机硅橡胶工业。特别是 采用 AEROSIL®工艺合成的气相法二氧化硅,对于硅橡胶的成功 发展起了非常重大的作用。
在同样条件下的相应粘度将达到几千 Pas。
AEROSIL® R 8200 的低增稠效果保证了其在双组分体系中的高 添加量,而高添加量又保证了硫化物非常强的机械性能。
360、气相二氧化硅增稠触变性及其在密封胶中的应用

表面羟基的存在,也使它与有机物的相容性下降, 而气相二氧化硅的触变性则与二氧化硅的结构性
极大限制了其应用领域。因此在很多领域都需要 以及表面作用力有关。对于经过表面疏水改性的 39
使用表面疏水处理过的气相二氧化硅。疏水气相 气相二氧化硅,由于二氧化硅之间的相互作用力
二氧化硅就是利用有机物与亲水气相二氧化硅的 硅羟基反应,把有机基团以化学键方式连接到气
贸 易 新
化硅的增稠性和触变性不是来自于硅羟基所形成
密封胶是用来填充空隙(孔洞、接头、接缝等)
天
的氢键,而是来自于二氧化硅表面的有机基团之 的材料。无定形密封胶是密封材料的主体,种类
地
间以及有机基团与基质分子之间的范德华力作 有有机硅(包括改性有机硅)类、聚氨酯类、聚硫橡
用。可见,疏水气相二氧化硅的增稠性和触变性 胶类、丙烯酸酯类、SBR 橡胶类、丁基橡胶类、
等由于特性而在橡胶、塑料、涂料、油漆油墨、 胶粘剂、密封剂、化妆品、食品、医药、农业、
键可以被破坏,因此二氧化硅网络也被破坏,导 致体系的粘度在剪切力作用下而变小;而一旦剪
纸张等领域有着广泛的应用,起到补强、增稠、 触变、流变、吸附和消光等效果。
2 气相二氧化硅的增稠性和触变性
切力消失,二氧化硅网络又可以再次形成,体系 的粘度又恢复到最初的状态,从而体现出触变性。 图 2 为气相二氧化硅增稠触变性的原理图。
与其表面的有机基团性质有关。
沥青、油性嵌缝胶类等,最早使用的密封胶有沥
2.3 气相二氧化硅的增稠性和触变性测试
青类、油性嵌缝胶等。而用于填充须经受震动或
气相二氧化硅的增稠性可以通过测试一定浓 热胀冷缩等所致具有伸缩性的间隙,则必须采用
度的二氧化硅溶液在特定温度、转子和转速下的 弹性密封胶。30 多年来,弹性密封胶在建筑、土
气相二氧化硅在各个领域的运用

气相二氧化硅在各个领域的运用气相二氧化硅在各行业的应用气相法二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,由于其粒径很小,因此比表面积大,表面吸附力强,表面能大,化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能,以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性,在众多学科及领域内独具特性,有着不可取代的作用。
纳米二氧化硅俗称"超微细白炭黑",广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体,石油化工,脱色剂,消光剂,橡胶补强剂,塑料充填剂,油墨增稠剂,金属软性磨光剂,绝缘绝热填充剂,高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。
并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。
由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能,因而得到人们的极大重视。
一、电子封装材料有机物电致发光器材(OELD)是目前新开发研制的一种新型平面显示器件,具有开启和驱动电压低,且可直流电压驱动,可与规模集成电路相匹配,易实现全彩色化,发光亮度高(105cd/m2)等优点,但OELD器件使用寿命还不能满足应用要求,其中需要解决的技术难点之一就是器件的封装材料和封装技术。
目前,国外(日、美、欧洲等)广泛采用有机硅改性环氧树脂,即通过两者之间的共混、共聚或接枝反应而达到既能降低环氧树脂内应力又能形成分子内增韧,提高耐高温性能,同时也提高有机硅的防水、防油、抗氧性能,但其需要的固化时间较长(几个小时到几天),要加快固化反应,需要在较高温度(60?至100?以上)或增大固化剂的使用量,这不但增加成本,而且还难于满足大规模器件生产线对封装材料的要求(时间短、室温封装)。
将经表面活性处理后的纳米二氧化硅充分分散在有机硅改性环氧树脂封装胶基质中,可以大幅度地缩短封装材料固化时间(为2.0-2.5h),且固化温度可降低到室温,使OELD器件密封性能得到显著提高,增加OELD器件的使用寿命。
二、树脂复合材料树脂基复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等特点,但近年来材料界和国民经济支柱产业对树脂基材料使用性能的要求越来越高,如何合成高性能的树脂基复合材料,已成为当前材料界和企业界的重要课题。
气相二氧化硅对硅橡胶的补强机理

气相二氧化硅对硅橡胶的补强机理下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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气相二氧化硅在硅橡胶中的应用(2009/08/28 13:54)
1.气相二氧化硅的制备方法
气相二氧化硅是由卤硅烷(如四氯化硅、四氟化硅、甲基三氯化硅等)在氢、氧火焰中高温水解,生成二氧化硅粒子,然后骤冷,颗粒经过聚集、分离、脱酸等后处理工艺而获得产品。
在二十世纪六十一七十年代,气相二氧化硅主要是以四氯化硅为原料,生产工艺容易控制,但生产成本较高。
随着有机硅单体工业的发展,其副产物一甲基三氯硅烷等的处理问题成了束缚其发展的瓶颈。
一般,它们被用于硅树脂和防水涂料制造,但是用量有限。
因此,急需找到新的出路。
到八十年代,已经开发出以有机硅单体副产物或这种副产物和四氯化硅混合物为原料,制备气相二氧化硅的工艺,这种生产工艺成本较低,经济效益较好。
气相二氧化硅新工艺的出现,改变了气相二氧化硅工业的发展模式,使得气相二氧化硅工业和有机硅单体工业之间的关系更加密切,它解决了有机硅单体工业副产物的处理问题,在气相二氧化硅生产过程中的副产物(盐酸)可返回有机硅单体合成车间,用于单体的合成,而生产的气相白炭黑产品则大部分用于有机硅产品的后加工,这样形成了资源的循环利用。
因此,气相二氧化硅生产企业大多选择在大型有机硅单体公司附近设厂,二者密切合作,相互促进发展。
图1是气相二氧化硅工业和有机硅工业资源循环利用示意图,图1是相互密切关联的有机硅公司和气相二氧化硅公司,它们都是相互在附近设厂,相互促进发展,取得了极好的社会经济效益。
2.气相白炭黑在硅橡胶中的应用
2.1气相白炭黑在高温硫化(HTV)硅橡胶中的应用
气相白炭黑的使用可以分为有机硅材料和其它领域,其中在有机硅材料领域中的用量占气相二氧化硅总用量近60%,硅橡胶是有机硅材料中使用气相白炭黑最多的材料,其添加量可高达50%以上。
气相白炭黑在HvT硅橡胶中主要起补强作用,由于硅橡胶分子链非常柔顺,链间相互作用力较弱,因此未经补强的硅橡胶强度非常低(不超过0.4 M Pa),没有实用价值,必须经过补强之后才能使用,而用气相白炭黑补强的硅橡胶,其强度可提高40倍。
2.1.1气相白炭黑对HTv硅橡胶力学性能的影响
气相白炭黑对HTv硅橡胶的补强作用受其粒径、比表面积和结构性的影响,一般是粒径越小,比表面积越大,结构性越高,补强效果越好,硫化胶的强度、硬度越高。
此外,气相白炭黑
的用量和它在橡胶基质中的分散状况对硫化胶性能的影响也非常大,图2是气相白炭黑用量对硫化胶拉伸强度的影响。
从图中可以看出,随着气相白炭黑用量的增加,硫化胶的强度增大,一般用量在35一50份时,便可达到峰值。
关于气相白炭黑对硅橡胶的补强机理及模型也非常多,比较认可的解释是,气相二氧化硅表面的自由轻基与硅橡胶分子形成了物理或化学结合,在二氧化硅表面形成了硅橡胶分子吸附层,构成气相二氧化硅与硅橡胶分子联成
一体的三维网络结构,从而有效限制了硅橡胶分子链的形
变,起到了补强作用。
硫化胶撕裂强度的变化情况与拉伸强度相似,都是随着气相白炭黑的补强性能的提高而增大,随气相白炭黑用量的增加起先增大,达到峰值后稍微下降。
2.1.2气相白炭黑对HTV硅橡加工性能的影响
气相二氧化硅对HTV硅橡胶加工性能的影响一般是以结构化程度(△Crepe)表示,△Crepe 是用混炼胶在室温下存放28d后的可塑度(p28)和混炼完成后立即测定的可塑度(P。
)之差(见图3)来表示的,胶料的可塑度与气相白炭黑的用量、表面性质和结构性有关。
产生结构化的原因是由于气相二氧化硅的表面硅轻基与硅橡胶中的氧原子形成氢键以及二氧化硅表面吸附着硅橡胶分子链,导致胶料随着时间的延长,其流动性下降,胶料变硬,影响加工性能。
因此,在加工过程中需要加入结构化控制剂或者选择表面经过处理的气相白炭黑,结构化控制剂的加入以及气相二氧化硅的表面处理,都是通过结构化控制剂或表面处理剂与二氧化硅表面的硅轻基反应,从而减少表面轻基的数量,使与硅橡胶形成氢键的数量减少,混炼胶的混炼时间缩短,可塑度增大,起到降低结构化效应,提高加工性能和储存稳定性的目的。
2.2气相白炭黑在室温硫化(RTV)硅橡胶中的应用
室温硫化(RTV)硅橡胶,在产品形态上分为单组分(RTV一l)和双组分(RTV一2)两大类;从硫化机理上又可分为缩合型和加成型两个体系。
不同形态的室温硫化硅橡胶都需要用填料补强才具有实用价值。
目前,气相白炭黑是使用最多,也最有效的RTV硅橡胶补强填料。
由于RTv硅橡胶一般可作为浇注、嵌缝、涂复等密封材料,为了保持硫化前的粘度和流动性,气相白炭黑的添加量一般比高温硫化硅橡胶少得多,并且经常与其它补强和半补强填料一起使用,以便于施工操作。
2.2.1气相白炭黑对RTv硅橡胶力学性能的影响
气相白炭黑是RTv硅橡胶非常有效的补强填料,可以显著提高其强度。
一方面,是由于气相二氧化硅粒子的小尺寸效应和大的比表面积;另一方面是因为其表面含有很多硅轻基,粒子可以通过氢键和范德华力的作用形成网络结构,同时二氧化硅粒子还会与聚硅氧烷分子产生强烈的相互作用,改善了界面状况。
图4是气相白炭黑用量对RTV硅橡胶拉伸强度和邵尔A硬度的影响(气相二氧化硅的比表面积为153m2/g),图5是气相二氧化硅的比表面积对RTv硅橡胶剥离强度的影响,图6是气相白炭黑的用量对RTv硅橡胶的撕裂强度的影响。
从图中可以看出,随着气相白炭黑用量的增加,RTV硅橡胶的拉伸强度、硬度和撕裂强度都会提高,而在相同用量情况下,RTV硅橡胶的剥离强度随比表面积的增大而提高。
这主要是因为随着气相白炭黑用量的增加,它在整个胶料体系中形成比较完整的网络,可有效限制硅橡胶分子链的运动,从而起到补强效果。
随着比表面积的增加,二氧化硅的粒径减小,二氧化硅与硅橡胶分子的界面作用增强,因此剥离强度提高。
2.2.2气相白炭黑添加量对RTv硅橡胶流变性能的影响
气相二氧化硅聚集体含有立体分支结构,可以在分散体系中形成一种相互作用的网络。
利用这一特性,气相白炭黑在密封胶领域可作为增稠剂和触变剂使用,可以增加粘度,保证胶料自由流动,具有防止结块、流淌、塌陷等作用。
图7一9是气相二氧化硅对RTv硅橡胶流变性能的影响。
从图中可以看出,当比表面积小于200m2/g时,随着气相二氧化硅比表面积的增大,RTv硅橡胶的挤出率下降,到200m2/g后趋于平衡,而随着气相白炭黑用量的增加,RTv硅橡胶的屈服值提高。
气相二氧化硅的增稠和触变机理主要是表面硅轻基的氢键的相互作用。
当它在聚硅氧烷中分散后,不同粒子间通过其表面的硅轻基产生氢键作用,形成一个二氧化硅网络,使体系的流动性受到限制,粘度提高,起到增稠的作用;在受到剪切力的作用时,二氧化硅网络遭到破坏,导致体系粘度下降,发生触变效应,这有利于施工。
一旦剪切力消失,氢键重新形成,二氧化硅网络又得以恢复,RTv硅橡胶胶料体系的粘度也逐渐回升,有效防止了胶料在硫化过程中的流淌现象。
体系的防流淌特性与材料在使用时受到剪切之后的屈服值和网络还原率密切相关。
在实际应用中,屈服值越高,胶料的防流淌性能越好。
理想的胶料应该具有高屈服值、高剪切稀释指数和快速的还原率。
2.2.3气相白炭黑的分散性对RTv硅橡胶性能的影响
在RTv硅橡胶中添加气相白炭黑时,必须关注其在聚合物中的分散程度。
图10是气相白炭黑用量对混炼时间的影响。
从图中可以看出,随着气相白炭黑的用量和比表面积的增大,混炼时间延长。
气相白炭黑在体系中的分散程度对RTv硅橡胶性能的影响非常大,在分散过程停止后,达到最佳分散状态的气相二氧化硅会在系统中形成完整的网络,具有高粘度和优良的触变特性。
胶料受到剪切力作用时,粘度大幅度下降,呈现出一定的流动性,剪切力解除后,粘度会迅速恢复;如果分散不够或者过度分散,都只会形成部分气相二氧化硅网络,导致较低的粘度和较差的触变特性。
在透明胶料体系中,透明度越高,表明白炭黑的分散程度越好。
在相同的分散条件下,胶料的透明度随着比表面积的增大而提高。