苯基硅橡胶的动态力学性能研究

用橡胶加工分析仪(RPA2000)表征了SE系列苯基硅橡胶在不同应变、温度、频率下的动态力学性能。结果表明:在不同应变下,SE系列硫化胶随应变的增大弹性模量G′减小,损耗因子tanδ略有上升,混炼胶的黏性扭矩S″增大;在不同温度下,损耗因子tanδ随温度的升高而降低;在不同频率下,混炼胶的损耗因子tanδ随频率的升高而降低,硫化胶的损耗因子tanδ随频率的升高而升高,混炼胶的损耗因子比硫化胶的损耗因子大得多。     

白炭黑对导电硅橡胶的线性及电阻特性的影响

发现白炭黑能明显提高导电硅橡胶的线性特性。确定最佳的白炭黑填充量为１６．７－２３．１％同时对其电阻变化 特性的实验结果作出比较合理的解释。     

气相法白炭黑表面改性及对发泡硅橡胶的性能影响

以甲基乙烯基硅橡胶为基体,加入表面改性后的气相法白炭黑及其他助剂制得发泡硅橡胶。采用红外光谱(FT-IR)和活性指数对白炭黑改性效果进行评价;探索了加入改性白炭黑后发泡硅橡胶的力学性能;通过热分析对其耐热性能进行测试。结果表明,白炭黑用偶联剂KH560改性后活性指数由82.3%提高到93.1%,添加改性白炭黑40%(wt,质量分数)时发泡硅橡胶综合性能最优,其抗撕强度为4.8823N/mm、拉伸强度为0.697MPa、断裂伸长率为498.63%、表观密度为0.553g/cm~3、邵氏硬度为18.26HA,落球回弹率为31.70%,热稳定性也较好。     

含硫硅烷偶联剂对天然橡胶/白炭黑复合材料力学性能及动态力学性能的影响

采用双(三乙氧基丙基硅烷)四硫化物(TESPT)、双(三乙氧基丙基硅烷)二硫化物(TESPD)和3-丙酰基硫代-1-丙基-三甲氧基硅烷(PXT)制备了天然橡胶/白炭黑复合材料。用扫描电镜(SEM)表征了白炭黑在橡胶中的分布形态。SEM表明,与TESPT和TESPD相比,PXT改性白炭黑在橡胶中分散最好,分布最均匀。力学测试表明,含TESPT的复合材料其定伸应力最大,而含PXT的拉伸与撕裂强度最大。利用橡胶加工分析仪对天然橡胶/白炭黑复合材料的动态力学性能分析表明,三种偶联剂改善了白炭黑的表面特性,大大减轻填料网络化,使储能模量、损耗模量和损耗因子减小,其中PXT的改性综合效果最好。     

疏水性白炭黑增强硅橡胶的工艺及力学性能研究

研究了疏水性白碳黑增强硅橡胶的混炼时间、可塑性、硫化性、力学性能.研究结果表明,采用疏水性白炭黑增强硅橡胶,缩短了胶料的混炼时间,降低了硫化胶的硬度和拉伸强度,提高了硫化胶的延伸率.     

氧化石墨烯/白炭黑对硅橡胶力学性能的协同补强效应

用机械共混的方法制备了SiO_2-氧化石墨烯(GO)/硅橡胶(MVQ)复合材料,研究了GO对SiO_2/MVQ体系的硫化过程、稳态、动态以及力学松弛性能的影响。结果表明,GO的引入一方面会提高填料网络对基体橡胶的物理补强效果,另一方面会延缓硅橡胶硫化交联速度,并降低最终的交联密度,削弱了化学补强效果。当GO的添加量为2Phr时,硅橡胶协同补强效果最佳,与只添加SiO_2的硅橡胶相比,100%定伸强度提高了37%,拉伸断裂强度提高了17%,断裂伸长率提高了8%,平台动态模量提高了115%。加入GO后,复合材料Payne效应及松弛效应均增大,从另一个角度反映了GO与SiO_2共同形成了物理补强效果更佳的填料网络。     

热硫化苯基硅橡胶阻尼材料的动态力学特性

通过对不同结构组成的热硫化苯基硅橡胶粘弹性的动态力学测试,讨论了玻璃化转变温度Tg与材料阻尼性能的关系及硅橡胶基础聚合物中苯基、乙烯基含量对硅橡胶硫化后损耗因子的影响,提出在-50℃~+150℃之间存在次级转变主要影响着硅橡胶阻尼性能,而与玻璃化转变温度Tg关系不大的结论,同时还指出交联度对硅橡胶阻尼性能的重要作用。     

白炭黑和炭黑含量对导电硅橡胶拉敏特性影响的研究

分别研究了炭黑和白炭黑填充剂对导电硅橡胶拉敏特性的影响，通过对两者实验结果的比较，发现白炭黑可使导电硅橡胶的电阻弛豫时间明显减少，并确定了最佳的炭黑填充量。同时对其电阻值的弛豫过程及其电阻随拉力的变化关系等实验结果作出比较合理的理论模型解释。     

乙炔炭黑表面氧化改性及对硅橡胶压阻特性的影响

采用气相法和液相法分别对炭黑表面进行氧化预处理,通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜能谱分析等分析手段对处理后炭黑的结构进行了表征,并将其填充到硅橡胶中制成导电橡胶复合材料。通过扫描电镜对试样进行形貌分析,并以压阻试验台测试了所制试样的压阻性能。实验结果表明,在橡胶基质中气相法处理的炭黑分散性好于液相法,结果与炭黑在水溶性基质中的分散性相反。在200℃通O2氧化1h得到的炭黑表面修饰的羟基、羧基等含量高,在硅橡胶中的分布均匀,处理后炭黑的填充导电橡胶电阻降低1个数量级,并且呈良好压阻特性,进一步提高了基于导电橡胶的柔性压力传感器的应用范围。     

橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响

分别采用γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)湿法改性白炭黑,将改性后的白炭黑、丁苯橡胶(SBR)制成母炼胶,制备出白炭黑(SiO_2)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。利用结合胶含量、橡胶加工分析仪、扫描电镜等方法研究了白炭黑与橡胶基体间的相互作用效果及填料在橡胶基体中的分散性,用压缩疲劳生热、动态力学性能分析和滞后损耗测试研究了白炭黑与橡胶基体的作用效果对丁苯橡胶/白炭黑复合材料生热的影响。结果表明,改性后白炭黑与橡胶基体间的相互作用力增大,分散性明显提高,随橡胶-填料相互作用增大,SiO_2/SBR生热明显降低,其中KH550在硫化过程产生化学反应接枝于橡胶大分子,其改性后的白炭黑与丁苯橡胶相互作用力最大,KH550-SiO_2/SBR生热最低。     

泡沫硅橡胶动态力学性能的实验研究

泡沫硅橡胶在缓冲减振方面有独特的优良性能,但由于它是一种柔性材料,波速和波阻抗均极低,因此实验研究其动态力学性能具有很大困难,本文首次实现了利用霍普金森压杆技术对泡沫硅橡胶作冲击压缩实验,得到了高应变率下的应力￣应变曲线,结果表明,该材料具有强烈的应变率敏感性。     

纳米金属氧化物对苯基硅橡胶耐热性能的影响

以甲基苯基乙烯基硅油为基体、甲基苯基含氢硅油为交联剂、经硅烷偶联剂处理的Al2O3、纳米CeO2和纳米Fe2O3为填料制备耐高温硅橡胶,研究纳米CeO2、纳米Fe2O3对苯基硅橡胶耐热性能的影响。结果表明:纳米CeO2或纳米Fe2O3均可提高苯基硅橡胶的耐热空气老化性能和热稳定性能,加入8份纳米CeO2或6份纳米Fe2O3的苯基硅橡胶的耐热老化性能显著提高;添加了8份纳米CeO2或8份纳米Fe2O3的苯基硅橡胶起始分解温度较氧化铝填充样分别提高了103℃和80℃。     

EPDM对VMQ硅橡胶泡沫发泡行为及力学性能的影响

本工作采用超临界二氧化碳(scCO₂)发泡技术制备甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合发泡材料,探讨了预硫化时间、EPDM含量以及饱和温度对泡孔形貌的影响。力学性能测试结果表明硅橡胶泡孔结构和EPDM含量对复合材料力学性能有较大影响。当预硫化时间为8 min时,其交联密度为2.7×10^-5mol·cm^-3,可得到较好发泡性能和较宽发泡窗口。在60℃饱和温度、10 MPa饱和压力下发泡的VMQ-0.5EPDM(每100份硅橡胶中加入0.5份EPDM)密度可以达到0.2 g/cm³(发泡倍率为5.7倍);同时,参考VMQ-0EPDM,VMQ-0.5EPDM的比压缩强度从1.88 MPa·cm³/g增加到2.51 MPa·cm³/g,提升33%。     

硬脂酸用量对表面改性水菱镁石粉体特性的影响

为了提高水菱镁石(4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O)与高分子材料的相容性,采用硬脂酸对水菱镁石粉体进行表面改性;研究硬脂酸用量对水菱镁石BET比表面积、吸油值、粒度、在有机相中分散与沉降速度等特性的影响,并用红外光谱对表面改性水镁石粉体进行表征。结果表明:硬脂酸用量质量分数为2.5%时,水菱镁石粉体的BET比表面积为9.049 m~2/g、吸油值为0.2425 m L/g,d50=4.58μm、d97=7.96μm,且水菱镁石在有机相中的分散性显著提高,红外光谱表明硬脂酸成功吸附于水菱镁石表面。     

不同白炭黑含量的交替多层硅橡胶的制备与力学性能研究

采用多层共挤出技术成功制备了3,5,9,17,33,65和129层不同白炭黑含量的软硬交替多层硅橡胶材料,研究了交替多层结构对硅橡胶复合体系力学性能的影响规律。所制备的交替多层硅橡胶具有规则的二维连续层状结构,且随着层数的增加,拉伸强度和断裂伸长率均随之增加,抗压缩性能明显提高;与3层的硅橡胶试样相比,129层的硅橡胶的断裂伸长率和拉伸强度分别提升了42.5%和70.2%。     

疏水型气相法白炭黑对RTV-1硅橡胶性能影响

对比研究疏水型TS-530和亲水型M-5两种气相法白炭黑对单组分室温硫化(RTV-1)硅橡胶补强和热稳定性的影响及其在体系内的分散性。结果表明,疏水型气相法白炭黑整体补强效果和分散性更好,且填充量为20~25 phr时,补强效果最好;疏水型气相法白炭黑产品的热稳定性优于亲水型产品的热稳定性。     

白炭黑用量对光交联丁腈橡胶/白炭黑共混体系及其性能影响

采用紫外光对丁腈橡胶/白炭黑(NBR/silica)共混体系进行光交联改性,并通过凝胶含量测试、力学性能测试、热延伸测试、热重分析和动态热机械分析,探究丁腈橡胶/白炭黑光交联特性及白炭黑用量对共混体系相关性能的影响。凝胶含量实验表明,随着白炭黑用量的增加,凝胶含量先上升后下降,在50 phr时出现最大值,拉伸强度显著上升,断裂伸长率下降。热延伸和热重分析表明材料热稳定性提升。动态热机械分析反映了材料刚性的增加抑制了分子链的运动,从而导致储存模量和玻璃转化温度上升。     

八苯基环四硅氧烷用量对苯基乙烯基硅油性能的影响研究

采用不同配合比的八苯基环四硅氧烷(P4)与乙烯基硅油反应合成苯基乙烯基硅油。研究苯基的引入对乙烯基硅油的紫外吸光度、黏度、折光率、热稳定性的影响。实验结果表明,当八苯基环四硅氧烷用量仅为15%(wt,质量分数)时,合成的苯基乙烯基硅油黏度与折光率增大,热稳定性增强;且八苯基环四硅氧烷添加量越高,对性能影响越显著。当八苯基环四硅氧烷用量达到50%(wt,质量分数)时,合成的苯基乙烯基硅油黏度增大到8000MPa·S、折光率增大到1.5035,热稳定性显著增强。     

四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的合成及性能研究

以羟基封端多乙烯基硅油,四苯基环戊二烯酮,α-氯萘为原料,通过Diels-Alder反应制得了一种具有稠环结构的四苯基苯基多乙烯基硅油。并对四苯基苯基多乙烯基硅油进行了表征;并分别以四苯基苯基多乙烯基硅油、含氢硅油,乙烯基硅油为原料,通过硅氢加成反应室温硫化制备了四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶,并对四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶的热性能、拉伸强度、剪切强度的性能进行了测试。结果表明:在四苯基苯基多乙烯基硅油添加量为4%(wt,质量分数)条件下,四苯基苯基甲基乙烯基硅橡胶初始分解温度为449.06℃,拉伸强度为1.42MPa,剪切强度为0.84MPa,热稳定性能和力学性能得到提高。