硅橡膠分子主鏈由Si—O—Si鍵構(gòu)成，這種特 殊的結(jié)構(gòu)賦予了硅橡膠優(yōu)異性能。硅橡膠的耐 高溫性能顯著，可長期在250 ℃左右使用，用于國 防、汽車和航天航空等領(lǐng)域的耐高溫橡膠制品 。

1　實驗

1. 1　主要原材料

乙烯基硅橡膠，建德市聚合新材料有限公司 產(chǎn)品；乙烯基籠形倍半硅氧烷，自制；三甲氧基硅 烷，阿拉丁試劑有限公司產(chǎn)品；甲基叔丁基醚、活 性炭和硅膠/硅藻土，天津市大茂化學(xué)試劑廠產(chǎn) 品；鉑金催化劑和加成型硅膠抑制劑PC-610，上海 中子星化工科技有限公司產(chǎn)品；二氯甲烷，天津恒 興化學(xué)試劑制造有限公司產(chǎn)品；甲基含氫硅油，建 德市聚合新材料有限公司產(chǎn)品。

1. 2　配方

乙烯基硅橡膠　100，氣相法白炭黑2，抑制 劑PC-610 0. 08，甲基含氫硅油（交聯(lián)劑）　0. 3， 鉑金催化劑　0. 3，OPS　變量。

1. 3　主要設(shè)備和儀器

DF-101S型極熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；HH-1型恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市榮華儀器有限公司產(chǎn)品； 上海精宏DHG-9203A鼓風(fēng)干燥箱；Nicole-5DX型紅外光譜儀，美國Nicole公司 產(chǎn)品；AVANCEⅢ型核磁共振波譜儀，瑞士Buker 公司產(chǎn)品；TGA-Q50型熱重分析儀，美國TA儀器公司產(chǎn)品；H10KS型微機控制電子拉伸試驗機，深 圳瑞格爾儀器檢測有限公司產(chǎn)品。

1. 4　試樣制備

1. 4. 1 OPS 在圓底三口燒瓶中加入自制的乙烯基籠形倍

半硅氧烷50 g、三甲氧基硅烷25 g、甲基叔丁基醚 250 mL，升溫至40 ℃，滴加鉑金催化劑10滴，攪拌 回流8 h；靜置冷卻到室溫繼續(xù)攪拌15 h，利用旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)器濃縮得清液；在清液中加入200 mL二氯甲 烷，回流1 h，再經(jīng)過硅膠/硅藻土過濾，蒸發(fā)濃縮至 OPS晶體析出。

1. 4. 2 OPS/乙烯基硅橡膠復(fù)合材料

在電動攪拌器中，將溶于甲苯中的OPS、甲基 含氫硅油、硅烷偶聯(lián)劑處理過的白炭黑和抑制劑 PC-610加入乙烯基硅橡膠中，攪拌均勻后加入鉑 金催化劑，在真空烘箱中抽真空去除氣泡，室溫下 固化，制得OPS/乙烯基硅橡膠復(fù)合材料。

1. 5　測試分析

1. 5. 1　紅外光譜

紅外光譜采用紅外光譜儀測試，測試頻率范 圍為400～4 000 cm-1 ，掃描次數(shù)為10。

1. 5. 2　核磁共振氫譜

核磁共振氫譜采用核磁共振波譜儀測試，樣 品質(zhì)量為6～8 mg，溶劑為氘代氯仿，測試頻率為 500 MHz。

1. 5. 3　熱重曲線

熱重曲線采用熱重分析儀測試，樣品質(zhì)量為 15 mg左右，測試溫度范圍為30～800 ℃，升溫速率 為20 ℃·min-1 。

1. 5. 4　力學(xué)性能

拉伸強度按GB/T 528—2009測試，試樣為啞 鈴形，每組試樣5個，取其測試平均值。 剪切強度按GJB 444—1988測試。試樣粘合 尺寸為25 mm×12. 5 mm，每組試樣5個，取其測試 平均值。

2　結(jié)果與討論

OPS的紅外光譜如圖1所示。

從圖1可以看出：在波數(shù)為2 951和2 843 cm-1 處有C—H鍵的面內(nèi)彎曲振動吸收峰；在波數(shù)為 1 465，1 408和1 277 cm-1 處 有C—H鍵 的 面 內(nèi) 彎 曲 振 動 吸 收 峰；在 波 數(shù) 為1 113和585 cm-1 處 有 Si—O—Si鍵的對稱伸縮振動吸收峰；在波數(shù)為829 cm-1 處有Si—OCH3鍵的特征吸收峰；在波數(shù)為780 cm-1 處有Si—C鍵的伸縮振動吸收峰；在波數(shù)為 1 500～1 690 cm-1 處未出現(xiàn)C=C鍵的特征吸收 峰，說明聚合物中沒有C=C鍵的存在，即合成出 的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與預(yù)期一致。200 ℃下復(fù)合材料質(zhì)量損失 率很小；300和400℃下復(fù)合材料質(zhì)量損失率較空 白樣明顯增大，說明OPS可以明顯提高復(fù)合材料的 耐熱老化性能。這是因為加入OPS后，OPS在高溫 下發(fā)生脫醚反應(yīng)，部分與高溫下含自由基的硅橡 膠乙烯基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)使其仍保持彈性；剩余自 由基可捕捉乙烯基硅橡膠分子鏈上被氧化而產(chǎn)生 的自由基，抑制乙烯基硅橡膠的分解反應(yīng)，從而提 高復(fù)合材料的耐熱老化性能 。該結(jié)果與熱重分 析結(jié)果基本保持一致。且OPS脫醚 后可能與橡膠基體發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使得復(fù)合材料 的交聯(lián)密度增大，力學(xué)性能提高。但交聯(lián)密度過 大時，交聯(lián)結(jié)構(gòu)過分緊密，復(fù)合材料的韌性降低， 導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能下降。同時隨著OPS用 量的增大，OPS小分子化合物量增大，這些小分子 化合物混合時不易分散均勻，易形成應(yīng)力集中點 而引發(fā)復(fù)合材料發(fā)生脆性斷裂，導(dǎo)致其力學(xué)性能下降。

3　結(jié)論

與乙烯基硅橡膠相比，OPS/乙烯基硅橡膠復(fù)合材料的初始分解溫度明顯提高，耐熱性能改善； 當(dāng)OPS用量為9份時，復(fù)合材料的耐熱老化性能較 優(yōu)，拉伸強度和剪切強度較高。



 

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