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配合剂对液态硅胶老化性能的影响

来源:未知 │发布时间:2016-09-20 15:02
1耐热添加剂
加入金属氧化物(过渡、稀土和碱土等)能提高液态硅胶的耐热性。其可能的机理是某些具有氧化-还原作用的金属氧化物,如氧化铁红(Fe2〇3)、氧化铈(CeO2)等,在一定的温度范围内能够吸收液态硅胶中由于氧化产生的自由基,而且能在氧气作用下再生0;还有些金属化合物可能吸收了液态硅胶中某些能催化降解反应的微量酸或碱性物质,从而增强液态硅胶的耐热性M。
CeO2能提高液态硅胶的耐热性,并能明显改善其耐油性。这可能是由于稀土铈特殊的电子结构(f电子层未充满)使其容易形成配合物,所形成的配合物通过阻止液态硅胶分子的链段运动,
抑制了液态硅胶在溶剂中的溶胀,从而提高了橡胶的耐油性afl。添加纳米CeO2和Fe2Og的液态硅胶与空白试样相比,氧化交联反应温度分别提高了17.6°C和23°C,这说明CeO2和Fe2O3的加入都能明显提高聚硅氧烷侧基的氧化交联反应温度,从而提高液态硅胶的耐热空气老化性能&2。三氧化二铝(AI2O3)和氧化锌(ZnO)均能提高液态硅胶的热稳定性,并能降低其热膨胀系数,可用于制作导热液态硅胶垫片M。Y.M.Li等人通过硅氮烷和金属锂盐与三氯化铁(FeCl;)在四氢呋喃溶液中的缩聚反应制备了含铁聚硅氮烷(PSZI),并发现PSZI具有抗氧剂和热稳定剂的双重功能,能明显改善液态硅胶在300C下的热氧老化性能M。V.P.Silva等人发现,填充10份TiO2的甲基液态硅胶具有良好的耐热稳定性;随着T1O2用量的增加,液态硅胶的热分解温度则会降低。这可能是由于随着TiOi用量增加,会产生大量钛醇基(Ti—OH),钛醇基会加速交联网络的破坏,导致液态硅胶交联密度降低15。用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)对Fe^Og进行改性能明显提高液态硅胶的耐老化性能。这是因为VT-MS中的乙烯基能参与液态硅胶基体的交联反应,使整个交联网络更为密实;另一方面,经VTMS改性的FqOg在液态硅胶基体中的分散性进一步提高&3。二氧化锡(SnO2)能明显提高液态硅胶的耐热氧老化性能。XPS分析表明,热空气老化过程中Sn元素从高价态(Sn+4)还原到低价态(Sn0),发生多个或单个电子转移的氧化还原反应,从而阻止液态硅胶的热氧化自由基进一步降解,提高液态硅胶的热空气老化性能M。
蒋舰等人发现,硅氮化合物能有效地消除液态硅胶中的微量水分和硅羟基,从而使液态硅胶难以发生端羟基引发的解扣式降解反应和水解反应。
2填料
白炭黑对液态硅胶老化性能的影响比较复杂,一方面,白炭黑表面有比较强的吸附性,表面残留的吸附水在高温下可使硅氧键水解断裂,引发降解反应;另一方面,白炭黑能阻滞聚硅氧烷分子的热运动及空气在聚硅氧烷中的扩散,从而提高其耐热性19。
除白炭黑外,其它填料(如导电炭黑M、蒙脱土M、氢氧化铝^和碳化钙123等)不仅能提高液态硅胶的耐老化性能,还能改善液态硅胶的导电性、阻燃性和耐漏电起痕等性能。
3结束语
液态硅胶优异的耐热性为其广泛应用于高新技术领域奠定了基础。研制开发能在300C以上长期使用的液态硅胶制品是今后高温液态硅胶材料的一个发展方向,这可以通过降低和消除胶料中的酸、碱以阻止硅氧主链的降解反应、添加耐热添加剂和选择合适的填料等途径来实现更多的硅胶制品生产加工。

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