硅烷偶联剂对硅橡胶性能的影响
硅烷偶联剂对硅橡胶性能的影响①
罗权娓王真智
(华南理工大学广州510641)
硅烷偶联剂是科技工作者研究最早、应用最广泛的偶联剂。它可用通式R-Si-X3表示，R是可与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氨基、乙烯基、环氧基、琉基等;X是能够水解的烷氧基，如甲氧基、乙氧基等。在现代高分子复合材料的加工中，硅烷偶联剂在有机物和无机物2种物质的界面间起着架桥的作用，产生明显的增强效果。
近10年来，硅烷偶联剂在天然橡胶，丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁睛橡胶和氯丁橡胶胶料中已进行过许多应用研究，并且相继得到了应用。
本文研究硅烷偶联剂A-172、A-151和A-189对甲基乙烯基硅橡胶的硫化特性、硫化胶的力学性能以及硅橡胶与合金铝的粘合强度的影响，为硅烷偶联剂在硅橡胶中的应用提供参考。
1实验
1.1主要原材料
甲基乙烯基硅橡胶，型号110-2，吉林化工研究院产;4#气相白炭黑，沈阳化工厂产;经基硅油，GY209，晨光化工研究院产;交联剂，2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过基氧基)己烷，简称DBPMH，江苏产;硅烷偶联剂:乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷，商品名A-172，哈尔滨化工研究所产;乙烯基三乙氧基硅烷，商品名A-151，天津市化学试剂一厂产;Y-琉基丙基三甲氧基硅烷，商品名A-189，辽宁省盖具化工厂产。
1.2仪器及设备
XK-160开炼机，用于混炼胶料。
LH-l型园盘转子振荡硫化仪，测定混炼胶硫化特性。
25吨油压电热平板硫化机，硫化试片。
INSTRON 1122型拉力机，测定硫化胶力学性能。
50吨拉力试验机，测定剪切粘合强度。L3性能测试
混炼胶硫化特性按GB9869-88标准测定，温度170℃士1℃，压力0.38MPa。
硫化胶力学性能按GB527-83、GB/T528-92、GB/T2941-91标准测定。
剪切粘合强度试片制备及测试:
试片制备工艺路线
铝合金试片→表面机械处理→表面化学处理→烘干→涂胶粘剂~贴胶硫化(170℃x15min)→二段硫化(180℃X6h)。
铝合金材料I了D7，试片尺寸(B型)7OmmX 20mmX2mm
粘合面积和胶层厚度2Omm X 15mmX2mm
加载速度IOmm/min
剪切粘合强度计算式:τ=P/A
式中，:τ-剪切粘合强度，MPa;
P-破坏载荷，N;
A-试样粘接面积，m2。
2结果与讨论
2.1硅橡胶配方
硅橡胶分子链柔顺性大，分子间相互作用力弱，力学性能低，必须经过有效的补强才有使用价值。本研究以甲基乙烯基硅橡胶为主体材料，利用4“气相法白炭黑补强，采用以往研究的基本配方进行研究。其配方为:生胶110一2，100;4”气相法白炭黑，40一50;轻基硅油GY209，4-8;交联剂DBPMH，0.3~1.2。
2.2硅烷偶联剂对硅橡胶硫化特性的影响
2.2.1硅烷偶联剂品种的影响
在相同的配方和工艺条件下，混炼4phr硅橡胶胶料，其中3Phr分别加人Zphr硅烷偶联剂A-172、A-151和A-189，余下lphr不添加，留作空白对比，然后用硫化仪测定其硫化特性。加有硅烷偶联剂的3Phr胶料和对比胶料共4条硫化动力曲线如图l所示。 从图1看出，加人硅烷偶联剂的胶料硫化动力曲线的转矩值比没有添加偶联剂的空白对比胶料的转矩值明显降低了，硫化速度减慢了。如t90时间，空白胶料为5405，加入
A-172的为720s，加A-151的为810s，加A-189的为650s。
2.2.2硅烷偶联剂用量的影响
图1的结果说明A-172对硅橡胶的硫化速度和转矩影响较小，故以下试验以A-172作变量试验。分别在几份胶料中加人不同份量的硅烷偶联剂A-172，其用量分别为O、2、4、6、8、10(单位为phr)，这组胶料的硫化动力曲线如2所示。
从图2这组曲线可见，随着硅烷偶联剂用量的增加，硅橡胶的硫化速度越来越慢，t90的时间越来越长，最大转矩值随之下降。这是因为硅烷偶联剂加人到硅橡胶中后，在发挥偶联增强作用过程中，首先在硅橡胶混炼时已起着类似物理增塑剂的作用，硅烷偶联剂对硅橡胶产生渗透、溶胀作用，从而降低了硅橡胶的粘度。随着液态的硅烷偶联剂用量的增大，硅橡胶分子链之间的矩离随之增加，硅橡胶分子链相对滑动性提高了，从而导致硫化速度的延缓和转矩的下降。
2.3硅烷偶联荆对硅橡胶力学性能的影响
2，3.1硅烷偶联剂用量的影响
未经补强的纯硅橡胶的拉伸强度只有0.3MPa，以往的研究中使用4“气相法白炭黑补强，可使硅橡胶的拉伸强度提高20倍以上。本研究在此胶料的基础上，考察加入硅烷偶联剂后对硅橡胶的力学性能的影响。添加0、2、4、6、8和10(单位为phr)的硅烷偶联剂A-172的一组胶料的力学性能结果如图3所示。
从图3中发现，加人ZPhrA-172的胶料硫化力学性能与空白对比胶料相比较，300%定伸应力(M)、拉伸强度(Tr)和撕裂强度(Ts)都分别增加20%，伸长率(Eb)和硬度(Hs)也有所提高。在硅烷偶联剂用量在4phr范围内，硅橡胶的力学性能随A-172用量的增加而增大。这个结果验证了硅烷偶联剂在硅橡胶大分子和白炭黑之间所起的“架桥效应”。这个结果可以这样解释:硅烷偶联剂水解产生的轻基与白炭黑表面的经基发生化学反应，以化学键形式连结在一起;而硅烷偶联剂中的有机活性基团乙烯基与硅橡胶相互结合，从而使白炭黑与硅橡胶的结合力加强了、亦即增加了补强效果。
从图3还可看到，在硅烷偶联剂用量超过6phr后，300%定伸应力(M)，拉伸强度(T、)和撕裂强度(TR)随A-172用量增加而降低。产生这种现象的原因是由于过量的硅
烷偶联剂对硅橡胶的类似物理增塑作用的进一步加强，使硅橡胶大分子之间的相互作用更弱，导致硅橡胶力学性能的下降。这个结果同时说明，硅烷偶联剂在硅橡胶中的用量存在一个最适用量值，一旦用量超过了这个值，硅烷偶联剂对硅橡胶的力学性能不但没有贡献，反而会有损害作用。A-172在硅橡胶中的最宜用量是2-4phr。
2.3.2硅烷偶联剂品种的影响
研究中注意到不同品种的硅烷偶联剂对硅橡胶的力学性能影响是不相同的。A-172和A-151对硅橡胶的力学性能影响结果比较如图4所示。
从图4看到，A-172对硅橡胶的拉伸强度(Tb)的贡献大于A-151，但对硅橡胶的伸长率(Eb)的影响刚好相反，A-151优于A-172。
值得指出的是，含琉基的A-189对丁睛橡胶有很好的增强效果，而在本研究中，A一189对硅橡胶不但没有增强作用，反而由于A-189的加人，使硅橡胶混炼困难，并使硅橡胶的强度大幅下降、无法测得满意的力学性能数据作比较。这是由于含琉基的A-189仅在用硫黄硫化的二烯类橡胶中才有良好的效果，不适用于用过氧化物硫化的硅橡胶中。可见，硅橡胶对硅烷偶联剂的使用也一定的选择性。
2.4硅烷偶联剂对硅橡胶与合金铝的剪切粘合强度的影响
正是硅烷偶联剂兼具有能与高聚物与无机材料作用的不同基团，因而在高聚物与金属的粘合工艺中备受青睐。硅橡胶和合金铝都是难粘材料，表面能较低。如果能借助硅烷偶联剂的作用，达到提高硅橡胶与合金铝的粘合强度，这在工程应用上将是十分有意义的。
制备2组对比硅橡胶胶料，其中一组加入硅烷偶联剂A-172，另一组加人A-151，用量分别为。、2、4、6、8和10(单位为phr)。用这2组胶料与合金铝进行剪切粘合强度测试，结果如图5所示。
图5中的曲线显示，在硅烷遇联剂用量为2~4phr范围时，剪切粘合强度随硅烷偶
联剂用量的增加而增加，在用量为4phr时达到最大值，增加幅度达到39%。当用量超过4phr时，剪切粘合强度开始呈下降趋势。这是由于硅烷偶联剂用量增加后，对硅橡胶的渗透、溶胀作用加强了，使硅橡胶的模数下降，强度也下降，从而降低了硅橡胶与合金铝的粘合强度。这个结果与前文的力学性能因过量硅烷偶联剂加入而下降的结果是相一致的。
注意到图5曲线，A-151对硅橡胶剪切粘合强度的贡献稍优于A-172。这是因为这2种硅烷偶联剂的活性基团不同，在硅橡胶与合金铝之间所起的架桥增粘作用有差异所致。
3结论
(1)硅烷偶联剂会降低甲基乙烯基硅橡胶的硫化速度、减小转矩。随着硅烷遇联剂用量的增加，硅橡胶的硫化速度会越来越慢，转矩也愈小。
(2)硅烷偶联剂A-172对甲基乙烯基硅橡胶有较好的增强作用。在A-172用量为2~4phr范围内，硅橡胶硫化胶的力学性能随硅烷偶联剂用量的增加而提高;但用量超过6Phr时，硅橡胶的力学性能逐渐降低。
(3)硅烷偶联剂能增加硅橡胶与合金铝的剪切粘合强度·当硅烷偶联剂用量为4Phr:时，剪切粘合强度达到最大值，然后，随硅烷偶联剂用量的增加，剪切粘合强度呈下降，趋势。
有机硅材料
有机硅材料
有机硅材料主要分为硅橡胶、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类产品。由于有机硅产品具有电气绝缘、耐辐射，阻燃、耐腐蚀、耐高低温、形态多样以及生理惰性等优良特性，被誉为“工业味精”，广泛应用于电子电气、建筑建材、纺织、轻工、医疗、机械、交通运输、塑料橡胶等各行业，并深入到人们生活的各个领域、成为化工新材料的佼佼者，其发展正可谓方兴未艾。目前 ，全球年生产能力超过120万吨，产品品种约有5000—10000种之多，市场总销售额约70亿美元。
有机硅主要产品及应用
目前有机硅产品繁多，品种牌号多达万余种，常用的就有4000余种，大致可分为原料、中间体、产品及制品三大类：
有机硅单体：主要指有机氯硅烷等合成有机硅高聚物的单体，如甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等原料。
有机硅中间体：主要指线状或环状体的硅氧烷低聚物，如六甲基二硅氧烷（MM）、八甲基环四硅氧烷（D4）、二甲基环硅氧烷混合物（DMC）等。
有机硅产品及制品：由中间体通过聚合反应，并添加各类无机填料或改性助剂制得有机硅产品。主要有硅橡胶（高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶）、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类。硅橡胶再通过模压、挤出等硫化成型工艺，制得导电按键、密封圈、泳帽等最终直接用品。
1、有机硅单体
2、有机硅中间体
3、硅橡胶
（1）、热硫化型硅橡胶（RTV）
① 主要品种和特性
表1 热硫化型硅橡胶的主要品种和性能 略
② 热硫化型硅橡胶的应用 硅橡胶与其他橡胶一样，可加工成各种型材
表2 热硫化型硅橡胶的应用一览表 略 胶管、胶条、胶辊、胶布等制品，用于其他橡胶用之无效的场合。此外，硅橡胶的生物相容性更是一种关键的特性。
③热硫化型硅橡胶的补强、配合和加工 未经补强的硅橡胶强力很低，没有实际的使用价值。
（2）室温硫化型硅橡胶（LTV′S）及加成反应型硅橡胶（LSR）
① 主要品种和特性
②室温硫化硅橡胶的补强、配合和加工 室温硫化硅橡胶也必须加有白碳黑作为补强剂，否则强度比热硫化型硅橡胶更低。
填料对端乙烯基室温硫化硅橡胶性能的影响
第３期 贾振梅等．填料对端乙烯基室温硫化硅橡胶性能的影响 １４７
填料对端乙烯基室温硫化硅橡胶性能的影响
贾振梅，陈双俊，张 军 （南京工业大学材料科学与工程学院，江苏南京 ２１０００９）
摘要：研究填料种类和用量对室温硫化乙烯基封端硅橡胶性能的影响。结果表明：热空气老化后，白炭黑、云母或 蒙脱土填充硅橡胶的邵尔Ａ型硬度和拉伸强度增大，拉断伸长率有一定程度的减小。白炭黑的加入能提高硅橡胶的 热稳定性能。温度低于５００℃时，随着云母用量的增大，硅橡胶的热稳定性能提高；温度高于５００℃时，云母能够加速 硅橡胶的降解。当蒙脱土的用量较小时，可以提高硅橡胶的热稳定性能，随着蒙脱土用量的增大，硅橡胶的热稳定性 能下降。 关键词：硅橡胶；白炭黑；云母；蒙脱土；物理性能；热稳定性能 中图分类号：ＴＱ３３３．９３；ＴＱ３３０．３８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００—８９０Ｘ（２０１３）０３—０１４７—０７
提高硅橡胶耐热老化性能的方法主要有以下
几种：（１）改变硅橡胶侧链基团的结构，如引入苯 基等；（２）在硅橡胶分子主链中引入大体积链段，
如碳十硼烷基、亚苯基、亚苯醚基和环二硅氮烷基 等；（３）在胶料中加入耐热添加剂，如氮化铝、氧化
铈＿】］、二氧化钛、氧化铝 ］、氧化铁＿３ 等。目前最
常用、最有效、成本较低、较容易实现的是第３种
方法。 端乙烯基硅橡胶降解主要是无规降解［４］。在
惰性气体中，硅氧烷主链断裂生成环状低聚物（主
要是三环聚体），Ｓｉ—ＣＨ。侧基则通过自由基均裂
反应在高温下容易生成甲烷气体和含硅、氧、碳的 自由基，含硅、氧、碳自由基的交联反应降低了硅
橡胶链的柔韧性并进一步阻碍环状低聚物的分
裂，因此硅橡胶具有较好的热稳定性能。在较高
的温度下，链段的重新组合还可以形成硅、碳、氧 的陶瓷结构［５ ］。
云母、蒙脱土是片层状结构的硅酸盐，具有较
大的径厚比且原料来源丰富、价格低廉，因此被广 泛用来填充聚合物［７ ］，但用于提高硅橡胶耐热老
硅烷偶联剂在有机胶粘剂中的应用
论文选登 Ｉ．ｕｎ Ｗｅｎ￣ｕａｎ Ｄｅｎｇ
硅烷偶联剂在有机胶粘剂中的
陈福喜陈晓晖（杭州Ｉ泰达实业有限公司） 目前，胶粘剂的应用己浸透 到国民经济的各个领域中，在很 多场合下，胶粘剂能有效地代替 焊接、铆接、螺接和其它机械联 接，为各生产战线简化工艺、节 约能源、降低成本、提高经济效 益提供了有效途径。随着科学技 术的飞速发展，对胶粘剂的性能 及粘接技术提出了越来越高的 要求。因不同材料具有不同的界 面性能，在粘接过程中为了在胶 粘剂和被粘物表面之间获得一 坚固的粘接界面层，常利用含有 反应性基团的偶联剂与被粘物 固体表面形成化学键来实现。可 以用作偶联剂的物质有有机硅 烷类、钛酸酯类、磷酸酯类以及 某些有机酸等，其中又以硅烷偶 联剂的应用最为成熟。 １．硅烷偶联剂在有机胶粘 剂中的作用 硅烷偶联剂是能同时与极 性物质和非极性物质产生一定 结合力的化合物，其特点是分子 中同时具有极性和非极性部分， 可用通式表示为Ｙ（ｃＨ２）ｎＳｉＸ３， 其中Ｙ表示烷基、苯基以及乙烯 基、环氧基、氨基、巯基等有机 官能团，常与胶粘剂基体树脂中 的有机官能团发生化学结合；Ｘ 表示氯基、甲氧基、乙氧基等， 这些基团易水解成硅醇而与无机 物质（玻璃、硅石、金属、粘土 等）表面的氧化物或羟基反应， 生成稳定的硅氧键。因此，通过 使用硅烷偶联剂，可在无机物质 和有机物质的界面之间架起“分 子桥”，把两种性质完全不同的 材料连接在一起，这样就有效地 改善了界面层的胶接强度。 在胶粘剂中加入硅烷偶联 剂不仅能提高粘合强度，而且还 能改善胶粘剂的耐久性和耐湿 热老化性能。例如聚氨基甲酸酯 虽然对许多材料具有较高的粘 合力，但其耐久性不太理想，在 加入硅烷偶联剂后其耐久性可 得到显著改善。陈瑞珠等在研 究钛合金粘接件的湿热耐久性 问题时，通过在所用环氧胶粘剂 表１ 常用的硅烷偶联剂及其适用范围 唾碗
中加入硅烷偶联剂，使得胶接件 在经过湿热老化后的剪切强度 保留率由８Ｏ％左右提高到９７％左 右。硅烷偶联剂甚至可以直接用 作胶粘剂，用于硅橡胶、氟橡胶、 丁腈橡胶等与金属的粘接，如胶 粘剂ＣＫ—ｌ和Ｃｈｅｍｌｏｃｋ ６０７（美 国）Ｐ 是硅烷类。 为改善有机胶粘剂的某些 性能（如耐热性、自熄性、尺寸 稳定性等），或是为降低有机胶 粘剂的成本，经－ｇ－要在胶粘剂中 加入一些无机填料。如果预先用 硅烷偶联剂对填料进行处理，则 因为填料表面的极性基团与硅 烷偶联剂发生了反应，从而大大 减少了填料与树脂的结构化作 用，不仅使填料对胶粘剂基体树 脂的相容性和分散性大大提高， 而且显著降低了体系的粘度，因 而可增大填料用量。然而并不是 对所有的填料采用偶联剂处理 都有效，填料种类不同，效果上 也有差别，有些甚至毫无效果。 对于硅石、玻璃、铝粉之类表面 带有大量羟基的填料，效果最好， 而对于碳酸钙、石墨、硼等表面 不带羟基的填料，则毫无效果。 ２．硅烷偶联荆的使用方法 （１）表面预处理法 将硅烷 偶联剂配成０．５～１％浓度的稀 溶液，使用时只需在清洁的被粘 表面涂上薄薄的一层，干燥后即 可上胶。所用溶剂多为水、醇、 或水醇混合物，并以不含氟离子 的水及价廉无毒的乙醇、异丙醇 为宜。除氨烃基硅烷外，由其它 硅烷偶联剂配制的溶液均需加 入醋酸作水解催化剂，并将ｐｉｔ 值调至３．５～５．５。长链烷基及 舫纠科磕 囊一
常用硅烷偶联剂
硅烷偶联剂A-151 乙烯基三乙氧基硅烷
A-151物理性能
化学名称：乙烯基三乙氧基硅烷
分子式：CH2=CH-Si(OC2H5)3
外 观：无色透明液体。
沸 点：161℃。
密 度：0.9027。
折射率：1.3960。
易水解，放出乙醇，生成乙烯基硅三醇的缩合物。
与有机金属化合物反应，分子内Si—OC2H5键中的乙氧基可被相应的有机基取代。在有机过氧化物作用下，Si—CH＝CH2键可进行游离基聚合反应。在铂催化剂作用下，Si—CH＝CH2键可与含Si—H键的化合物发生加成反应。可由乙烯基三氯硅烷与无水乙醇反应来制取，也可由四乙氧基硅烷与乙烯基溴化镁反应来制取。用来合成有机硅中间体及高分子化合物，也可用作硅烷偶联剂，应用于交联聚乙烯。
硅烷偶联剂A-151用途
用作制备湿气固化硅烷交联聚合物，如硅烷交联聚乙烯（XLPE），使热塑性树脂、热固性树脂具有更好的耐 热性、耐酸碱性及更优异的机械强度。 有机硅改性丙烯酸乳液、有机硅改性丁苯胶乳等有机硅改性聚合物，用于提高聚合物的憎水性和附着力。 提高无机粉体材料对高分子聚合物的结合力、相容性及附着力。
1.用于聚乙烯交联制造电线、电缆绝缘和护层材料。乙烯基三乙氧基硅烷是交联聚乙烯的重要交联剂，其交联工艺与通用的过氧化物交联，辐射交联法相比，具有设备简单、投资少、易于控制，应用聚乙烯密度范围宽，适于生产特殊形状的扇形线芯，并有挤出速度高等特点。由于硅烷交联聚乙烯（XLDPE）具有优异的电气性能，良好的耐热性及耐应力开裂性能，故已被广泛应用于制造电线、电缆绝缘和护套材料。目前，主要适用于轻型电缆、计算机用电缆和弱电制品电线，以及耐热消防电线，家用电器电热线，或用作电视机等内部配线的同轴软线芯的绝缘。是防止焊接时绝缘体变形以及电绝缘体热变形而产生的高频性质劣化的极有利材料。还可用于海底通信电缆，长途对称高频通信电缆、控制电缆等。
硅橡胶弹性体共混改性研究与应用
硅橡胶弹性体共混改性研究与应用
摘要:硅橡胶以其优异的耐热性、耐老化和耐磨性及优良的导电性在聚合物共混领域得到了大量的研究及应用。采用共混方法,将硅橡胶和其它具有弹性、纤维性或塑性的聚合物共混,产生具有某些特殊性能的新材料。本文介绍了硅橡胶与其它橡胶、树脂及热塑性弹性体共混改性的研究概况。
关键词:硅胶；橡胶;共混;改性;研究与应用
引言：
由于硅橡胶在性价比、耐油、耐热性和耐化学药品等方面的优势,其应用范围不断扩大。但随着石油和汽车工业的发展,对硅橡胶提出了更加苛刻的要求,促进了硅橡胶的改性研究。主要是利用合成阶段的改性、多元化共聚、加工阶段与不同橡胶共混、橡塑并用、添加助剂等方法来改善硅橡胶的综合性能,现已取得很大成效,一系列高性能新品种相继出现。
目前,全世界的橡胶总耗量中约有75%是以共混橡胶的形式进行应用的,因为共混橡胶是经过硫化反应制成的共混硫化胶,具有优良的物理机械性能。橡塑共混、橡胶与橡胶的共混是改善橡胶加工技术及橡胶制品质量的重要途径。本文介绍了硅橡胶在橡胶与橡胶共混、橡胶与树脂、热塑性弹性体共混等领域的研究情况。
1橡胶与橡胶共混改性研究与应用
1.1二元共混
1.1.1硅橡胶为基质胶
1.1.1.1硅橡胶/三元乙丙橡胶(EPDM)
硅橡胶/EPDM共混胶的性能介于硅橡胶和EPDM之间,主要用于汽车配件、软管外层胶、防尘罩、密封条、鞋、胶板、液化石油气软管和各种工业制品中。为了改善硅橡胶/EPDM的相容性,郑金红等采用第三组分增容途径,改善了硅橡胶/EPDM并用胶的相容性、加工性和力学性能。不同增容体系的研究对比表明,乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)的增容效果最为显著,在适当的工艺条件及硫化体系下,可获得最佳的力学性能,可以在不降低并用胶力学性能的同时提高其耐热空气老化、耐大气老化和耐臭氧性能[1]。随着EPDM不饱和度提高,硅橡胶/EPDM的共硫化性能提高,硫化胶的拉伸强度提高明显,但热空气老化性能下降。不同并用比的硅橡胶/EPDM共混胶的力学性能相对单一胶种均有不同幅度下降;经过烘胶处理的硅橡胶/EPDM力学性能提高,SEM分析表明,烘胶处理提高了胶料间的相容性。少量相容剂EVA、氯化聚乙烯(CPE)的加入即可提高硅橡胶/EPDM的拉伸强度等力学性能,EVA、CPE用量分别为0.5份及1份时起到最佳效果。丙烯酸锌(ZDA)的加入,提高了硅橡胶/EPDM共混胶的硫化速率及硫化程度,硫化胶的拉伸强度及拉断伸长率在ZDA用量为5份时达到最大值,此时硫化胶具有最好的综合性能。宋智彬等[8]研究了共混比、增容剂用量、混炼方法对硅橡胶/EPDM共混物性能的影响。研究表明,在以硅橡胶为主胶种的并用胶中加入EPDM可以改善硅橡胶的耐老化性、电绝缘性,而在以EPDM为主胶种的并用胶中加入硅橡胶可以改善EPDM的耐油性及耐磨性;增容剂能改善并用胶的力学性能,CPE用量在5～10份左右为宜;混炼工艺可采用硅橡胶和EPDM分别混炼再按比例掺混的混炼方法。
有机硅化工产品系列简介
有机硅化工产品系列简介
有机硅单体
有机硅单体是制备硅油、硅橡胶、硅树脂以及硅烷偶联剂的原料，由几种基本单体可生产出成千种有机硅产品。
分类
甲基氯硅烷（简称甲基单体）、苯基氯硅烷（简称苯基单体）、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、
乙烯基三氯硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷和氟硅单体等。其中甲基氯硅烷最重要，其用量占整个单体总量的90%以上，其次
是苯基氯硅烷。
硅橡胶硅橡胶（英文名称：Siliconerubber），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。
硅油硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初缩聚环体，环体经裂解、精
馏制得低环体，然后把环体、封头剂、催化剂放在一起调聚就可得到各种不同聚合度的混合物，经减压蒸馏除去低沸物
就可制得硅油。
硅油通常只室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品，结构式如下图：式中，R为烷基、芳基，R'为烷基、芳基、
氢、碳官能基及聚醚链等；X为烷基、芳基、链烯基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、氯、碳官能基及聚醚链等；n，
m=0、1、2、3…最常用的硅油，有机基团全
部为甲基，称甲基硅油。有机基团也可以采用
其它有机基团代替部分甲基基团，以改进硅油
的某种性能和适用各种不同的用途。常见的其
它基团有氢、乙基、苯基、氯苯基、三氟丙基
等。近年来，有机改性硅油得到迅速发展，出
现了许多具有特种性能的有机改性硅油。
硅油按化学结构来分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙
氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油等；从用途
无机交联剂
无机交联剂
摘要：
1.无机交联剂的定义和作用
2.无机交联剂的分类
3.无机交联剂的应用领域
4.无机交联剂的发展趋势和前景
正文：
无机交联剂是一种在聚合物中引入交联结构的化学物质，通过交联作用，可以提高聚合物的物理和化学性能。无机交联剂主要包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等。
硅烷偶联剂是一种广泛应用的无机交联剂，具有良好的耐热性、耐候性和耐化学品性能。主要用于硅橡胶、硅涂料、硅树脂等硅系材料的制备。
钛酸酯偶联剂具有良好的附着力、分散性和相容性，广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂等领域。此外，铝酸酯偶联剂也因其独特的性能，在某些领域中取代了钛酸酯偶联剂。
无机交联剂的应用领域非常广泛，涵盖了涂料、油墨、胶粘剂、密封剂、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶等行业。其中，涂料行业对无机交联剂的需求量最大，主要用于提高涂料的附着力、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
随着科技的不断发展，无机交联剂在各个领域的应用将持续扩大。未来，新型无机交联剂的研究和开发将成为化工行业的重要发展方向。同时，绿色、环保、高性能的无机交联剂将是行业追求的目标。 总之，无机交联剂作为一种重要的化学助剂，在提高聚合物性能方面发挥着关键作用。
硅烷偶联剂水解产物
硅烷偶联剂水解产物
硅烷偶联剂水解产物主要包括：
1. 二氧化硅（SiO2）：硅烷偶联剂水解后，硅原子与水反应生成二氧化硅。二氧化硅具有高温稳定性、化学惰性以及较高的抗压强度，广泛应用于建材、电子、陶瓷等领域。
2. 甲醇（CH3OH）：硅烷偶联剂水解后，部分硅烷分子会与水反应生成甲醇。甲醇是一种有机溶剂，在化工、制药、染料等领域有广泛应用。
3. 硅醇（Si(OH)4）：硅烷偶联剂水解后，部分硅烷分子会与水反应生成硅醇。硅醇是硅烷偶联剂的前体物质，可以通过聚合反应形成硅醚、硅橡胶等高分子化合物。
4. 酮类：硅烷偶联剂可能发生酮化反应，产生酮类化合物。酮化反应通常发生在含有羰基的化合物与硅烷偶联剂反应时。
需要注意的是，硅烷偶联剂水解产物的具体组成和性质会受到硅烷偶联剂的结构和反应条件的影响。不同类型的硅烷偶联剂会产生不同的水解产物。
KH560_对碳纤维树脂基复合材料性能的影响
第52卷第9期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 9 2023年9月 Liaoning Chemical Industry September，2023
基金项目： 沈阳市科技局双百项目（项目编号：Y18-1-018）。 收稿日期： 2022-09-22 作者简介： 王振彪（1998-），男，山东省菏泽市人，在读硕士研究生，研究方向：复合材料与军用关键材料。 通信作者： 张罡（1963-），男，教授，博士，研究方向：碳纤维复合材料。 KH560对碳纤维树脂基
复合材料性能的影响
王振彪，王琛琛，李刚，常军，张罡
（沈阳理工大学，辽宁 沈阳 110159）
摘 要：采用不同溶液含量的硅烷偶联剂（KH560）改性了碳纤维，并通过真空辅助成型工艺（VARI）制备了（T300-3K/692-2K）碳纤维树脂基复合材料，对其进行了力学性能实验、动态力学分析，研究了改性前后力学性能的变化，并通过扫描电镜对改性前后碳纤维以及拉伸断口进行了分析。结果表明：KH560溶液质量分数为1%时，改性效果最好，玻璃化转变温度也随着KH560改性升高，改性后树脂对于碳纤维的包裹性也变得更好，力学强度升高。 关 键 词：碳纤维复合材料；KH560；力学性能；断口形貌；动态力学 中图分类号：TB332 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）09-1271-04
碳纤维树脂基复合材料是一种先进材料，在
21世纪的今天被广泛应用于各种场合，如机械制
造、医疗器械、轨道交通、海洋船舶等[1]。与金属
材料相比复合材料具有性能可设计性强、高的比刚
度和比强度、模量大、耐腐蚀性能好、抗高温等优
点[2-4]。碳纤维作为增强体虽然具有密度低、模量高、
抗拉强度高、耐腐蚀等优点，但碳纤维表面由于石
墨的作用成化学惰性，不易被树脂浸润从而产生化
学反应[5]。因此需要对表面进行改性处理，以增加
和树脂的结合强度。
目前对于碳纤维的改性方法主要有：氧化法、
硅烷偶联剂改性ZnO
啸 机 越 材 料 第２７卷 Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓ ｏｎ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｊｉ－ｆｅｎｇ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｙｉｐａｗａ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００３３３） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔｈｙｌ ｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ，ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｍｅｔｈｙｌ ｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ，ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ
瓦克展示矫形外科用硬度可调硅橡胶 瓦克化学在２０１３年２月２６～２８ Ｅｔ在德国斯 图加特举行的欧洲医疗设备设计与技术展览会 （ＭＥＤＴＥＣＨ ＥＵＲＯＰＥ ２０１３）上展示一种新的可 根据需要调节硬度的矫形外科及假肢用硅橡胶。 ＳＩＬＰＵＲＡＮ＠２４１０ Ａ／Ｂ为加成型产品，由 Ａ、Ｂ两个组分组成，可通过调节产品两个组分 的混合比获得不同的较低级别的邵尔Ａ硬度，使 生产商能够在加工过程中灵活调节硫化胶的硬 度。加大Ｂ组分的比例，硫化胶总体会变硬；如 加大Ａ组分的比例，硫化胶则会变得更软。这种 可调节性能为小批量产品的生产商带来诸多好 处。以前，他们需要准备种类众多的有机硅来生 产不同硬度的产品，现在有了２４１０ Ａ／Ｂ，便可 根据具体的需要灵活调整产品的硬度，只需准备 一种有机硅原料便可生产出不同规格的产品。这 不仅能够提高生产效率，还能因为不再需要配备 大量原料而节约开支。２４１０ Ａ／Ｂ为可浇注型产 品，粘度低，尤其适合于手工或半自动化加工。 在温度更高的情况下，有机硅能够迅速硫化，且 硫化时不会产生副产品。完成硫化后形成高弹 性、半透明的弹性体。这种弹性体具有透气性和 皮肤兼容性，对人体无危害，并具有良好的阻尼 性能，柔软而舒适。产品应用范围包括鞋垫、足 跟垫、支垫、矫形器和假肢衬垫等。此外，由 ２４１０ Ａ／Ｂ制成的硫化胶，无论类型如何，都可 互相组合、加工，邵尔Ａ硬度不同的硫化胶亦 然。例如，采用分层浇注工艺可制成正反两面硬 度不同的矫形外科用产品。 同ＳＩＬＰＵＲＡＮ＠系列其它产品一样，ＳＩＬＰＵ－ ＲＡＮ＠２４１０ Ａ／Ｂ也不含有机增塑剂和稳定剂， 并经ＩＳＯ １０９９３标准和ＵＳＰ（美国药典）第ＶＩ 级规定的检测证明，具有生物兼容性。该产品按 照瓦克自设的洁净操作标准生产，并在无尘车间 中进行灌充和包装。 硅烷偶联剂改性ＺｎＯ 浙江省上虞中学的章君义等人采用 一（甲 基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷（ＫＨ一５７０） 对纳米氧化锌（ＺｎＯ）进行表面改性处理。改性 后ＫＨ一５７０以化学键方式结合在ＺｎＯ表面，并 形成有机包覆层，使ＺｎＯ表面性质变为亲油性。 ＴＧ分析表明，采用质量分数为３％和５％的ＫＨ 一５７０改性，ＺｎＯ的表面最大包覆量分别为 １．４４％和２．１３％ 脱醇型导热硅橡胶 山东东岳的王安营等人以甲基三氯硅烷和八 甲基环四硅氧烷为原料，合成了甲基三乙氧基硅 烷和 ， 一二羟基聚二甲基硅氧烷；并以此为原 料制备了脱醇型导热室温硫化（ＲＴＶ一１）硅橡 胶。探讨了氧化镁分别与氧化锌、氧化铁及金属 硅粉混合使用时，对ＲＴＶ一１硅橡胶导热性、力 学性能、绝缘性及热稳定的影响。结果表明，当 混合导热填料中氧化镁的质量分数为５０％时， ＲＴＶ一１硅橡胶的导热性从大到小依次为填充金 属硅粉／氧化镁、氧化锌／氧化镁和氧化铁／氧化 镁的硅橡胶；采用氧化锌／氧化镁或氧化铁／氧化 镁混合填料填充时具有协同作用，其中氧化镁的 质量分数为５０％时，导热硅橡胶的体积电阻率 不小于１０ ｎ．ｃｍ。