论文部分内容阅读
硅橡胶复合材料广泛应用在汽车,电子电气,航空航天,医疗卫生等多种领域,提高硅橡胶复合材料的性能是重要的课题研究。增强填料、配合剂与橡胶之间形成的网络结构与硅橡胶增强效果密切相关。本论文主要是从不同网络结构设计入手进行功能性配合剂的选择及其配方优化,以期提高硅橡胶复合材料的拉伸及撕裂等力学机械性能。主要包括以下工作:(1)利用γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)的环氧基水解后与白炭黑表面羟基缩合形成化学连接,另一端通过巯基与硅橡胶碳碳双键的点击化学反应形成化学键,从而达到硅橡胶与白炭黑填料之间的化学键连接增强的效果。结果表明:KH-590确实可以达到两端分别与白炭黑及硅橡胶连接的效果,然而,各项力学性能很难达到较好的平衡效果,效果相对较差。(2)在无结构化控制剂时,添加环状结构的乙烯基环硅氧烷(V4)做集中交联剂,以期硫化形成集中交联网状结构,考察了V4用量对硅橡胶复合材料撕裂性能等力学机械性能的影响。结果表明,硅橡胶与白炭黑之间较强的相互作用使其出现结构化,在结构化状态下,橡胶分子链柔性下降,运动受限,V4在交联过程中增加复合材料的交联密度,硫化胶脆化,撕裂强度等各项力学性能下降。(3)以V4作为集中交联剂部分,讨论了气相法白炭黑及羟基硅油的用量对硅橡胶复合材料性能的影响,确定气相法白炭黑与羟基硅油的最佳用量。当气相法白炭黑用量为40份时,增强效果最好,各项力学性能最优,拉伸强度达到最大值为9.8MPa。在气相法白炭黑用量为40份时,5份羟基硅油可以明显降低Payne效应,达到有效控制结构化的效果。(4)在5份羟基硅油用量的基础上,讨论V4用量对硅橡胶复合材料撕裂性能等方面的影响。在羟基硅油有效的控制了结构化现象时,硅橡胶的分子链运动性提高,加入V4生成集中交联网络结构,改善了橡胶的撕裂性能。集中交联点快速分散外界作用力,阻碍或延迟外界破坏的作用增强,有较高的撕裂强度,撕裂曲线中存在衰减的转折段;集中交联结构使撕裂过程中裂纹扩展路径发生偏转,不断阻碍撕裂扩展,撕裂路径长,具有较大表面积的不规则断面,微观上撕裂断面毛糙,出现卷曲掀起层。当V4用量为4份时撕裂强度达到最大值42.2kN/m。