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1、2002中國(guó)有機(jī)硅學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集·201增容填料用量對(duì)室溫硫化硅橡膠力學(xué)性能的影響譚永霞汪倩鄧曉東謝擇民(中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所分子科學(xué)中心，北京100080)摘要：討論了增容填料氧化鋅(Zno)等的用量對(duì)室溫硫化硅橡膠在室溫及300℃下老化后的力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，ZnO對(duì)室溫硫化硅橡膠具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，且隨著用量增大拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度存在一個(gè)最大值；而裂伸長(zhǎng)率則隨用量增大明顯下降。但是，在ZnO用量較大(200份)的情況下，仍然能獲得具有滿意力學(xué)性能的綜合型室溫硫化硅橡膠。關(guān)鍵詞：增客填料，室溫硫化硅橡膠，力學(xué)性能在硅橡膠中添加填料的種類和用量對(duì)硅橡膠最終的
2、力學(xué)性能起決定性作用。用作硅橡膠的填料可分為補(bǔ)強(qiáng)填料和增容填料兩類。為了提高硅橡膠的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度，通常選用二氧化硅(si02)對(duì)硅橡膠進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)；但有時(shí)為了降低成本，或提高硫化膠的硬度，改善加工性能，需要在硅橡膠中加入一定量的增容填料，如石英、硅藻土、氧化鋅、碳酸鈣等。因此通常也將它與補(bǔ)強(qiáng)填料配合使用，但這類填料的用量必然會(huì)對(duì)硅橡膠的性能造成一定的影響。我們?cè)?jīng)研究發(fā)現(xiàn)，增容填料對(duì)室溫硫化硅橡膠有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用?，而且通過使用KH—CI交聯(lián)劑可以大幅度提高縮合型室溫硫化膠的熱穩(wěn)定性能”1和粘接性能oJ，本文主要研究增容填料用量對(duì)硫化膠室溫和老化后力學(xué)性能的影響，
3、選用ZnO作為增容填料，使用KH—CL交聯(lián)劑。探討了增容填料用量對(duì)縮合型室溫硫化硅橡膠室溫和300。C空氣下老化后力學(xué)性能的影響。1實(shí)驗(yàn)部分1．1原料107膠：北京化工二廠；ZnO：AR，北京市平谷雙燕化工廠；氣相法24si02：沈陽(yáng)化工股份有限公司；交聯(lián)劑KH—CL：自制。1．2樣品的制備將100份107膠與5份si02填料混勻后加入不同份數(shù)的ZnO并用三輥混合均勻，最后加入3—7份KH—CL交聯(lián)劑，充分調(diào)勻。(1)將調(diào)勻后的膠料倒人模具中，真空下脫氣數(shù)分鐘后在室溫下硫化，制備出2mm厚的硫化膠片。將膠片切成標(biāo)準(zhǔn)啞鈴形狀，進(jìn)行斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度的測(cè)試。(2)將鋁片
4、表面用丙酮探拭干凈，將上述加入交聯(lián)劑的膠料涂在鋁片上進(jìn)行粘接，待膠料硫化后測(cè)定其剪切強(qiáng)度。1．3力學(xué)性能測(cè)試硫化膠的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定：按國(guó)標(biāo)GB528～1992進(jìn)行測(cè)定。剪切強(qiáng)度的測(cè)定：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB7124—1986進(jìn)行測(cè)定。2結(jié)果與討論2．1填料用量對(duì)縮合型室溫硫化膠力學(xué)性能的影響選用ZnO等作為增容填料，研究其用量對(duì)室溫硫化硅橡膠在室溫和300℃空氣下老化后的斷裂伸長(zhǎng)率(E。)和拉伸強(qiáng)度(Ts)等力學(xué)性能的影響，結(jié)果見表1。從表1中可以看出：(1)隨著ZnO用量的2002中國(guó)有機(jī)硅學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集表l添加不同份數(shù)填料時(shí)室溫硫化硫化膠的力學(xué)性能室溫力學(xué)性能
5、300。C老化72hr后力學(xué)性能樣品填料／份斷裂伸長(zhǎng)率拉伸強(qiáng)度／剪切強(qiáng)度／斷裂IJ伸／％長(zhǎng)率拉TS伸(M強(qiáng)P度a)／髑×既Eb，％"IS(MPa)MPal503901．52．O1501319521003602．12．31101．8198315031024261002．828042003002．81003．333052501982．72．8651．811763001742．72，6561．4-7874001502．42．3501．365增大，室溫硫化膠的斷裂伸長(zhǎng)率下降，而且用量越大下降的幅度越大，但是我們可以發(fā)現(xiàn)，在填料用量較大(達(dá)200份)的情況下，硫化膠的斷裂仲長(zhǎng)率
6、仍然能達(dá)到300％。(2)硫化膠的拉伸強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度隨著填料用量的增大存在一個(gè)最大值，說明ZnO對(duì)室溫硫化硅橡膠有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，當(dāng)ZnO用量增至250份時(shí)，其用量對(duì)硫化膠的補(bǔ)強(qiáng)作用變得不明顯，繼續(xù)增加用量，強(qiáng)度反而下降。這主要是由于填料加入的量過多，不利于硅橡膠分子在填料表面的鋪展和與表面充分浸潤(rùn)。同時(shí)限制了硅橡膠分子鏈的伸展，從而導(dǎo)致剪切強(qiáng)度下降。(3)在300℃空氣下老化后，硫化膠的斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度隨ZnO用量的變化規(guī)律與老化前相同，只是斷裂伸長(zhǎng)率與老化前相比下降很多。但ZnO用量小于等于200份時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)率與拉伸強(qiáng)度的乘積隨其用量加大呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，說明通
7、過使用KH—CL交聯(lián)劑，提高了硫化膠的耐溫性能，即使在ZnO用量較高的情況下，硫化膠在300cC空氣下老化后仍能保持良好的綜合性能。因此我們可以根據(jù)不同的需要，來(lái)選擇增容填料的用量獲得具有良好力學(xué)性能的縮合型室溫硫化硅橡膠。3結(jié)論通過上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以發(fā)現(xiàn)，ZnO等增容填料的用量對(duì)縮合型室溫硫化硅橡膠的力學(xué)性能有很大的影響，即使在填料用量較大的情況下，通過使用KH—CL交聯(lián)劑，硫化膠能夠保持一定斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，因此通過添加適當(dāng)量的增容填料，可以得到具有良好力學(xué)性能的縮合型室溫硫化硅橡膠，滿足不同的使用要求。參考資料1高偉，汪倩，楊
