室溫硫化硅橡膠納米復合材料的制備及其性能研究

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1、圇博士學位論文作者姓名：孟睦置指導教師；韭寶班五雖韭睡融旺玨雖學位類別：王堂監(jiān)±學科專業(yè)：越整堂培養(yǎng)單位：國塞納苤辯堂生坐2012年11月rreDaranonannlnVeSnganon0tK00m1emDeratllre■■■■■■■一■IlI■●■■■■■■■■■■■■■■■■■■■一VulcanizedfRTⅥSiliconeRubberNanocomposites■■■■■■■■■●●■●■■●■■■■■■■■■■■■■■一II_______________一ByYing—leiYueAD

2、issertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofMaterialScienceNationalCenterforNanoscienceandTechnologyNovember,2012致謝光陰似箭，歲月如梭。轉眼之間，我在中科院國家納米科學中心的研究生生活即將結束。雖然完成學業(yè)的時間比預期的長了一些，但是我為自己能

3、夠實現(xiàn)最初設定的研究目標而感到欣慰。本論文全面總結了我對室溫硫化硅橡膠納米復合材料的認識和理解，論文的完成除了包含自己的努力和汗水之外，還包含了許多人的關心和幫助，在此我要向他們表示最衷心的感謝!首先要感謝我的指導老師張忠研究員和張暉副研究員。從研究方向的選擇和實驗方案的論證，到實驗的具體實施和數(shù)據(jù)的分析處理，再到實驗結果的總結討論和文章論文的審閱修改，都凝聚著兩位指導老師的辛勤汗水。他們嚴謹?shù)淖黠L、淵博的學識、和藹的態(tài)度，給我留下了極其深刻的影響。同時要感謝同課題組的劉璐琪、金灝副研究員和高峰、

4、江建、蔣志敏、陳卓、王蕾等助理研究員給予我的諸多關心和幫助。感謝課題組秘書張春在學習和工作中所提供的便利。然后要感謝實驗室的師兄師弟、師姐師妹和同級同學，包括劉生、彭珂、湯龍程、張輝、嚴吳、關麗、賈玉、高云、彭金平、李娟、周凌云、李凌云、徐春燕、徐乙又嚴棟、況軍、柳青、金銘、宋品、鞠思婷、韓金華、沈志軍、褚鵬飛、李政興、曾志輝、段鳳、田琰等等。他們在學習和生活中給我提供了很多的幫助，我們一起度過了一段愉快美好的人生旅程。也要感謝中科院過程工程研究所的陳運法、張冬海老師以及陳江超、柴林玉等同學。在一

5、起完成國家電網(wǎng)項目的過程中，他們給我提供了很多的幫助和指導。此外，還要感謝公共儀器平臺的朱曉陽、徐鵬、閆曉英、常懷秋、彭開武、郭延軍等老師在檢測表征時的幫助：感謝研究生部的潘海蓮、任懷詩老師，人力資源部的范偉民老師，綜合事務處的汲志華、田梅等老師的在工作和生活上的支持。最后特別感謝我的父母、我的親人、我的朋友。父母的關愛和叮囑，親人的理解與支持，朋友的關心和鼓勵，是我順利完成學業(yè)的動力源泉。岳映雷2012年11月摘要硅橡膠的分子主鏈是由硅原子和氧原子交替連接組成的，其側基可以是各種不同的有機基團(

6、例如甲基、苯基、乙烯基等)，因此它是兼有無機和有機特性的元素有機高分子彈性體。由于擁有良好的綜合性能，例如耐高低溫性、耐老化性、疏水性、電絕緣性、生理惰性和生物相容性等，硅橡膠在條件苛刻的環(huán)境下有很廣泛的應用，例如彈性密封膠、粘結劑、涂料、醫(yī)用材料等。但是純硅橡膠的力學性能很差，必須對其進行增強后才具有實用價值。盡管無機納米粒子增強硅橡膠的產品已經商用多年，但是人們對填充硅橡膠的增強機理依然沒有完全了解清楚。本論文以國家電網(wǎng)的項目《電力新型納米防污閃室溫硫化(R1V)硅橡膠涂料的研制與開發(fā)》為研究

7、背景，以無機納米粒子(包括氣相法二氧化硅、原位沉淀法二氧化硅和層狀雙氫氧化物)填充的RTV硅橡膠為研究對象，系統(tǒng)總結了高分子基體與填料粒子之間的相互作用和界面結構，詳細介紹了納米復合材料的制備方法和結構表征，并深入探討了填料粒子對硅橡膠流體流變行為和硅橡膠網(wǎng)絡力學性能的影響規(guī)律和影響機理。論文具體內容包括以下幾個部分：第一章首先簡要介紹了硅橡膠基體和無機納米粒子的基本信息，具體包括化學組成、結構特征、制備方法、物化性質、表面性質及潛在用途等方面，并對其進行了必要的實驗表征。第二章主要討論了高分子．

8、填料相互作用以及填料粒子對結合橡膠的影響規(guī)律。在總結高分子．填料相互作用的基礎之上，我們構建了高分子與填料之間的界面結構，并提出了表征高分子．填料相互作用的方法——“超額能”和結合橡膠，然后根據(jù)結合橡膠與高分子．填料相互作用之間的關系研究了不同填料粒子對結合橡膠的影響規(guī)律和影響機理。第三章詳細討論了不同填料粒子對硅橡膠填充混合物流變行為的影響機理。我們首先總結和對比了非活性填料和活性填料在不同含量下對填充混合物黏度的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)高分子介導的填料．填料相互作用對高含量活性填料填充混