云母粉对陶瓷化耐火硅橡胶性能的影响

以甲基乙烯基硅橡胶为基体,羟基硅油为结构化控制剂,硬脂酸锌为脱模剂,气相法白炭黑和云母粉为成瓷填料,低熔点玻璃粉为助熔剂,利用低温共瓷技术,制备了高温可瓷化硅橡胶复合材料。研究了云母粉用量对陶瓷化耐火硅橡胶的硬度、力学性能和成瓷性能的影响。结果表明,随着云母粉用量的增加,硅橡胶的硬度不断增大,拉伸强度和拉断伸长率逐渐减小,弯曲强度增大到一定值后基本保持不变。     

升温速率对陶瓷化硅橡胶瓷化性能的影响

研究升温速率对陶瓷化硅橡胶瓷化性能和陶瓷化硅橡胶烧蚀所得陶瓷体性能的影响。结果表明,升温速率对陶瓷化硅橡胶的烧蚀质量损失率影响不大,当玻璃粉用量为45份时,烧蚀线性收缩率随升温速率的提高而增大;随着升温速率的提高,陶瓷体的三点弯曲强度和冲击强度先增大后减小;当升温速率为15℃·min~(-1)、玻璃粉用量为45份时,陶瓷体的三点弯曲强度和冲击强度达到最大值,相应的陶瓷体内部孔洞较小,微孔分布均匀,断面致密性较好。     

可瓷化硅橡胶复合材料的制备与性能

通过共混法向硅橡胶中加入玻璃粉与硅灰石,制备了可瓷化硅橡胶复合材料,并对烧蚀后的复合材料的性能进行了研究。结果表明,复合材料在600-1 000℃烧蚀均可形成瓷化材料,当玻璃粉和硅灰石的用量均为50份时,复合材料的成瓷效果较佳。在烧蚀过程中硅灰石与玻璃粉发生低共熔反应,形成了羟基磷灰石的晶相结构。复合材料的吸水率、孔隙率、体积密度和抗弯强度分别可达4.8%,8.2%,1.71 g/cm3,26.6 MPa。随着玻璃粉用量的增加,复合材料的拉伸强度降低,扯断伸长率升高,邵尔A硬度减小,体积电阻率与表面电阻率降低。     

中温硫化陶瓷化硅橡胶的制备与性能

以混入硅灰石的甲基乙烯基硅橡胶为基质,加入A/B双组分硫化剂,制备了可用于中温(70℃)硫化的陶瓷化硅橡胶,并研究了其微观形貌和性能。结果表明,硅橡胶完全可以在70℃进行硫化,适量的铂化合物对硅橡胶的成瓷和阻燃效果具有积极作用,在800℃下烧蚀可形成致密的陶瓷体。当A组分用量为3份(质量)时效果最佳,硅橡胶的拉伸强度达到7.8 MPa,极限氧指数为34%,陶瓷体质量残留率和弯曲强度分别达到69%和15.6 MPa;A组分过量时虽然硅橡胶的力学性能变化不大,但阻燃和成陶瓷化效果均下降。     

阻燃陶瓷化硅橡胶的制备与性能

以硅橡胶为基质,通过添加玻璃粉和阻燃剂制备了兼具阻燃和耐火性能的陶瓷化硅橡胶材料,研究了阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝和硼酸锌对硅橡胶瓷化性能的影响,并通过扫描电子显微镜观察了瓷化物的断面形貌。结果表明,纯硅橡胶以及只添加玻璃粉的硅橡胶不具备足够的阻燃性,需要用少量阻燃剂替代部分玻璃粉。3种阻燃剂中硼酸锌的添加使硅橡胶具备了最佳的阻燃性,试样的极限氧指数达到48,垂直燃烧等级达到FV-0;氢氧化镁的添加使硅橡胶的陶瓷化效果更加明显,瓷化物的密度、吸水率和弯曲强度可分别达到1.633 4 g/cm3、9.86%和6.43 MPa。     

白炭黑对陶瓷化硅橡胶瓷化性能的影响

研究了白炭黑种类及其用量对硅橡胶瓷化形成的陶瓷体的三点弯曲强度、压缩强度、烧蚀质量损失率和烧蚀线性收缩率的影响,采用扫描电镜(SEM)观察陶瓷体断面的微观形貌。结果表明,相比加入沉淀法白炭黑的硅橡胶,加入气相法白炭黑的硅橡胶形成的陶瓷体的三点弯曲强度和压缩强度更高,烧蚀线性收缩率更大,陶瓷体断面更致密,硅橡胶的瓷化效果更较好;随着气相法白炭黑用量增大,陶瓷体的三点弯曲强度和压缩强度逐渐增大,烧蚀质量损失率和线性收缩率减小,陶瓷体表面鼓包减少,断面致密性提高;当气相法白炭黑用量为40份时,陶瓷体的最大弯曲强度和最大压缩强度分别为14.1 MPa和6.0 MPa,最小烧蚀质量损失率和最小线性收缩率分别为37.6%和2.8%。     

成瓷填料对陶瓷化硅橡胶性能的影响

采用马弗炉烧结硅橡胶的方法,对比分析了成瓷填料对陶瓷化硅橡胶瓷化性能的影响。结果表明,采用煅烧黏土和白云母粉作成瓷填料时,随着成瓷填料用量的增加,硅橡胶陶瓷化产物的致密程度与尺寸稳定性提高,同时拉伸强度和拉伸长率降低。白云母粉与煅烧黏土的熔融温度不同,两者配合使用时不能使硅橡胶形成致密的陶瓷体。提高烧结温度和延长烧结时间可增强硅橡胶陶瓷化产物的性能。     

硅灰石对陶瓷化硅橡胶性能的影响

研究硅灰石长径比和用量对硅橡胶性能的影响。结果表明:加入硅灰石,硅橡胶能够在高温烧蚀下形成坚硬、致密的陶瓷状壳体;随着硅灰石用量的增大,硅橡胶烧结体的弯曲强度增大,硅橡胶的阻燃性能和热稳定性提高;硅灰石用量相同时,添加普通硅灰石的硅橡胶烧结体的弯曲强度较大,添加针状硅灰石的硅橡胶的阻燃性能和热稳定性更好;针状硅灰石用量为60份时,硅橡胶的综合性能最佳。     

氧化铝/氧化硼对陶瓷化耐火硅橡胶性能的影响

以氧化铝为成瓷材料、氧化硼为助熔剂,制备了陶瓷化耐火硅橡胶,并用其制成电缆,研究了耐火硅橡胶的高温瓷化性能、物理机械性能、热稳定性以及电缆的耐火性能。结果表明,随着氧化铝含量的增加,硅橡胶的高温瓷化性能和热稳定性提高,拉伸强度有所降低,邵尔A硬度变化不大,而氧化硼可起到助熔作用,改善成瓷能力,大幅度降低拉伸强度和热稳定性,稍有提高邵尔A硬度;所制得耐火电缆的线路完整性符合标准要求。     

碳酸锂对氟金云母/硅橡胶复合材料瓷化性能的影响

以氟金云母为成瓷填料,碳酸锂为助熔剂,制备可瓷化硅橡胶复合材料,研究碳酸锂用量对氟金云母/硅橡胶复合材料瓷化性能的影响。结果表明,当碳酸锂用量为3份时,氟金云母/硅橡胶复合材料的综合性能最好,经1 000℃处理1 h后,其陶瓷体的三点弯曲强度达3.57 MPa。扫描电子显微镜和X射线衍射分析结果表明,1 000℃时碳酸锂产生液相,将氟金云母和白炭黑粘结起来,并与氟金云母发生共晶反应,生成LiAl(SiO3)2晶体,提高了氟金云母/硅橡胶复合材料的瓷化性能。     

氟金云母对陶瓷化硅橡胶瓷化性能的影响

研究了氟金云母用量对陶瓷化硅橡胶力学性能、热稳定性、烧蚀质量损失率和烧蚀线性收缩率的影响,探讨了云母用量对硅橡胶瓷化后形成的陶瓷体三点弯曲强度和冲击强度的影响,分别采用数码相机和扫描电镜表征了陶瓷体表面形貌和微观结构。结果表明,氟金云母用量从0份增大到50份,拉伸强度先增大后减小,拉断伸长率降低,硬度和弹性模量升高,烧蚀质量变化率和线性收缩率均减小。当氟金云母用量为20份时,硅橡胶热稳定性较好,陶瓷体三点弯曲强度和冲击强度均达到最大值,分别为20.1 MPa和10.0J·m~(-1),陶瓷体表面裂纹和表面结皮现象明显减少,陶瓷体中玻璃相和云母相熔融混合充分,陶瓷体结构致密程度较高。     

可瓷化硅橡胶的制备与性能

以硅橡胶为基材、低软化点玻璃粉为成瓷填料,采用双辊开炼的方法制备一种可瓷化硅橡胶复合材料。研究玻璃粉用量对复合材料拉伸性能及瓷化性能的影响。结果表明:玻璃粉用量对复合体系的拉伸强度影响较小,在6~7 MPa间波动,对体系的断裂伸长率有显著影响,从约180%下降到110%;玻璃粉用量较大时,瓷化温度从750℃迅速下降到600℃;玻璃粉用量增加可提高低温瓷化物的抗热冲击性。扫描电镜观察结果表明:瓷化物内部存在大量气孔,导致试样的致密性均较差。     

可陶瓷化硅橡胶的制备及性能研究

可陶瓷化硅橡胶是一种新型的阻燃材料。为了得到性能优良的陶瓷化硅橡胶,本文以甲基乙烯基硅橡胶为基体,白炭黑、硅灰石、云母、硼酸锌为无机填料,铂金催化剂为硫化剂,通过正交实验,探索不同因素对陶瓷化硅橡胶性能的影响。结果表明,在最佳配方下制得的陶瓷化硅橡胶,其综合性能为:橡胶的拉伸强度为2.69MPa,600℃下陶瓷体的弯曲强度为4.843 MPa,极限氧指数值为29.1%。各因素对拉伸强度的影响顺序为硅灰石白炭黑硼酸锌云母铂金催化剂,对弯曲强度的影响顺序为硅灰石白炭黑云母硼酸锌铂金催化剂,对极限氧指数的影响顺序为硅灰石硼酸锌铂金催化剂白炭黑云母,对综合指数的影响顺序为白炭黑硅灰石云母硼酸锌铂金催化剂。根据正交表分析得到的最优配方为:白炭黑20份,硅灰石50份,云母12份,硼酸锌9份,铂金催化剂0.2g。     

金属氢氧化物对室温硫化硅橡胶陶瓷化性能的影响

以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)为基体,金属氢氧化物(氢氧化铝和氢氧化镁)为陶瓷化助剂,制备可陶瓷化室温硫化(RTV)硅橡胶,研究金属氢氧化物对硅橡胶性能的影响。结果表明:与未添加金属氢氧化物的硅橡胶相比,添加氢氧化镁的硅橡胶的力学性能明显降低,而添加氢氧化铝的硅橡胶的力学性能变化不明显;与添加氢氧化镁的硅橡胶相比,添加氢氧化铝的硅橡胶在1 000℃烧蚀后所得陶瓷体的外观更加稳定,形状保持更好,陶瓷体断面更致密;添加氢氧化铝的硅橡胶陶瓷体的三点弯曲强度比未添加金属氢氧化物的硅橡胶陶瓷体显著增大。     

尼龙66/针状硅灰石复合材料的制备和性能研究

以针状硅灰石为填料,用双螺杆挤出机共混制备尼龙(PA)66/硅灰石复合材料,研究了硅灰石含量、处理方法和加工工艺对复合材料性能的影响,并观察了硅灰石共混前后和PA66/硅灰石复合材料冲击试样断面的形貌。结果表明,硅灰石用KH–560预处理时比用KH–550预处理所制备的PA66/硅灰石复合材料的力学性能好。硅灰石以侧喂料方式加入并采用较低的螺杆转速时,可使复合材料具有较高的力学性能。随着硅灰石含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度都大幅提高。经过1%KH560预处理的硅灰石质量分数在30%时,PA66/硅灰石复合材料的力学性能最好。     

硼系化合物对可瓷化硅橡胶复合材料性能的影响

研究硼系化合物B1（粒径为5～10 μm）/B2（粒径为2～3 μm）用量比对可瓷化硅橡胶复合材料物理性能和热稳定性的影响，以及研究不同烧蚀温度下可瓷化硅橡胶复合材料陶瓷体的微观形貌和物相演变。结果表明：当硼系化合物B1/B2用量比为30/20时，可瓷化硅橡胶复合材料的拉伸强度和拉断伸长率均最大，分别为4.11 MPa和255%；在较低烧蚀温度（600～800 ℃）下，随着硼系化合物B1/B2用量比的增大，可瓷化硅橡胶复合材料陶瓷体的弯曲强度增大、线性收缩率减小，但变化不大；在较高烧蚀温度（800～900 ℃）下，可瓷化硅橡胶复合材料陶瓷体的弯曲强度先减小后增大，体系中生成的液相物质较多，形成了致密的陶瓷层，从而减缓了热量传递、阻碍了氧气对内部材料的氧化，提高了复合材料的热稳定性和增大了陶瓷体的弯曲强度。     

玻璃粉对陶瓷化PVC复合材料性能影响

探讨了玻璃粉用量对陶瓷化聚氯乙烯（PVC）复合材料性能的影响。结果表明,添加60份自制玻璃粉,PVC复合材料综合性能较好,材料硬度（邵氏D）可达41,氧指数达到30%。随着玻璃粉含量增大,复合材料内部孔洞变多自支撑力改变,在600℃烧蚀30 min后所形成的陶瓷体成瓷效果好,结构密实且强度高、自支撑能力强、内部孔洞少、瓷化作用明显。     

氮化硼/硅橡胶可瓷化复合材料的制备及性能研究

以硅橡胶为基体材料、氮化硼为成瓷填料、短切碳纤维为补强填料,制备出硅橡胶可瓷化复合材料,研究氮化硼用量对硅橡胶可瓷化复合材料性能的影响。结果表明:随着氮化硼用量的增大,硅橡胶可瓷化复合材料的物理性能提高,当氮化硼用量为20份时,复合材料的拉伸强度和拉断伸长率均达到最大值;复合材料高温热解产物的弯曲强度随着氮化硼用量的增大而逐渐增大;复合材料中氮化硼的X射线衍射峰强度随其用量的增大而逐渐增强;当氮化硼用量为40份时,高温热解产物表面形成了坚硬、致密的陶瓷层,能够有效地阻止热量传递。     

反应析晶烧结法制备硅灰石玻璃陶瓷

本文提出了一种直接利用废玻璃制备硅灰石玻璃陶瓷的新工艺:反应析晶烧结法。将高岭土和碳酸钙为主要原料合成的析晶促进剂加入到废玻璃粉末中烧结,通过两者间的反应析出硅灰石。研究了析晶促进剂含量和烧结温度对硅灰石玻璃陶瓷的组织、烧结和性能的影响,结果表明:随着析晶促进剂含量的增加,玻璃陶瓷的体密度和开孔隙率增加,强度先增后降。提高烧结温度促进反应析晶,并导致玻璃陶瓷的体密度、开孔隙率和强度降低。析晶促进剂含量为15%,烧结温度为850℃时,制得的硅灰石玻璃陶瓷的力学性能最佳。     

低熔点助熔剂对可瓷化硅橡胶泡沫材料性能的影响

通过添加物理发泡剂和助熔剂首次制得可陶瓷化的硅橡胶泡沫复合材料,并对其结构、性能以及物相变化进行了研究。结果表明,助熔剂的加入降低了硅橡胶的分解温度,且热处理后材料的质量残留率随着助熔剂用量的增加而升高;复合材料在1 000℃下能形成完整的陶瓷骨架结构,且保持了良好的泡孔形貌,材料的压缩强度最佳;当温度高于1 000℃时,材料的压缩强度有所降低,此时材料分解产生了二氧化硅,同时体系中有硅酸镁生成。此种可瓷化硅橡胶泡沫材料不仅对硅橡胶泡沫在极端条件下的应用做出探索,也对可瓷化复合材料的轻量化研究具有重要意义。