氧化鈰對(duì)于雙組分室溫硫化硅橡膠耐熱功能的影響

雙組分室溫硫化硅橡膠( 如下簡稱硅橡膠) 具備成型啰嗦、舉動(dòng)性好的特色，和優(yōu)異的耐熱性能，被普遍運(yùn)用于高溫場所?？墒乾F(xiàn)有的硅橡膠在 300 ℃以上運(yùn)歷時(shí)壽命會(huì)大大延遲。目上主要經(jīng)由 3 種措施來普及硅橡膠的耐熱性能: 一是經(jīng)由修正硅橡膠份子側(cè)基的妄想，如引入苯基等來抑制由于硅橡膠的有機(jī)側(cè)基因氧化分解而引起的交聯(lián)和降解反映; 二是經(jīng)由向硅橡膠份子主鏈中引入概況積的鏈段，如碳十硼烷基等來防止硅橡膠主鏈因氧化解聚而惹起的降解; 三是通過增添耐熱助劑，如三氧化二鐵、稀土元素等來克制硅橡膠的側(cè)鏈交聯(lián)。其中向硅橡膠中退出耐熱填料是最為實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、利便快捷的措施。因此，開拓臨時(shí)運(yùn)用在 300 ℃ 高溫情景中的硅橡膠已經(jīng)成為當(dāng)初該鉆研規(guī)模中的一個(gè)緊張課題。稀土氧化鈰具備精采的耐熱性能，且其顏色呈淺黃色，可能用于制備淺色硅橡膠。本使命即審核稀土氧化鈰用量對(duì)硅橡膠耐熱性能和力學(xué)性能的影響。

 1 試驗(yàn)部份

1. 1 原質(zhì)料硅橡膠，中昊晨曦化學(xué)鉆研院破費(fèi)。正硅酸乙酯和無水乙醇，天津大茂化學(xué)試劑廠斲喪。仲春桂酸二丁基錫，沈陽東陵詳盡化學(xué)有限公司出產(chǎn)。炭黑 KH 550，南京翔飛化學(xué)鉆研所生產(chǎn)。白炭黑，無錫確成化學(xué)有限公司生產(chǎn)。氧化鈰，國藥總體化學(xué)試劑有限公司臨盆。

1. 2 試樣制備

根基配方 硅橡膠 100 份( 質(zhì)量，下同) ，仲春桂酸二丁基錫 4 份，正硅酸乙酯 5 份，白炭黑6 份，炭黑 KH 550 0. 001 份，氧化鈰變量( 0，2，4，6，8，10 份) 。

制備歷程 首先將硅橡膠與白炭黑混合，而后調(diào)小艱深開煉機(jī)的輥距，在開煉機(jī)上將混合物平均混合 5 ～8 min; 按配方挨次到場氧化鈰、二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯，混煉勻稱后放入模具中，在 35 ℃下于北京市永黝黑醫(yī)療儀器廠生產(chǎn)的 D 2 F －2 B 型真空干燥箱中抽真空硫化 6 h。

1. 3 合成與測試

力學(xué)性能用深圳瑞格爾檢測儀器有限公司

H 10 KS 型微機(jī)操作電子拉伸實(shí)施機(jī)憑證 GB/T 528—1998 測定硅橡膠硫化后試樣的各項(xiàng)強(qiáng)伸性能，拉伸速率為 500 妹妹/min; 用營口市質(zhì)料實(shí)驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的 XHS 型邵爾橡塑硬度計(jì)憑證GB/T 1690—1992 測定邵爾 A 硬度。

熱空氣老化性能 用高鐵檢測儀器有限公司生產(chǎn)的 GT － 7017 － M 型老化實(shí)驗(yàn)箱依據(jù) GB/T

3512—2001 老化試樣后測試其性能，老化溫度為 250 ℃，光陰分說為 24，48，72 h。用老化后試樣拉伸強(qiáng)度與扯斷伸長率的乘積除了以老化前兩者的乘積來合計(jì)老化系數(shù)。

2 造詣與品評(píng)辯說

2. 1 氧化鈰用量對(duì)硅橡膠耐老化性能的影響

在高溫下硅橡膠主要爆發(fā)主鏈降解和側(cè)鏈中甲基的氧化反映。在硅橡膠中到場稀土金屬氧化物等都能普及其耐熱性能，可能的機(jī)理是稀土金屬氧化物有多個(gè)份子價(jià)態(tài)，在高溫狀態(tài)下從高價(jià)態(tài)到重價(jià)態(tài)發(fā)生負(fù)氣氧化復(fù)原應(yīng)聲，在確定溫度畛域內(nèi)能夠壓迫硅橡膠中由于氧化應(yīng)聲所發(fā)生的游離基; 而另一些導(dǎo)熱填料由于具備較高的熱導(dǎo)率且不含可導(dǎo)致硅橡膠主鏈降解的微量酸、堿、水和羥基等，是以同樣能提高硅橡膠在空氣中的熱晃動(dòng)性。從圖 1( a) 和圖 1( b) 可以看出，隨著氧化鈰用量的增添，未老化硅橡膠的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率部門增大。氧化鈰用量為 8 份時(shí)硅橡膠的拉伸強(qiáng)度最大，比未增添者增大了 104% ; 氧化鈰用量為 6 份時(shí)硅橡膠的扯斷伸長率最大，比未添加者增大了 131% 。在 250 ℃ 下老化 24 h 后，添加 6 ～ 8 份氧化鈰后硅橡膠的拉伸強(qiáng)度根基不變更，而染指 8 份氧化鈰硅橡膠的扯斷伸長率呈回升趨向。跟著老化光陰的縮短，加入 8 份氧化鈰硅橡膠的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率的丟失率最小; 老化 48 ～72 h 后添加 4 ～ 6 份氧化鈰硅橡膠的拉伸強(qiáng)度明確飛騰，可是逾越 6 份后反而有所增大。由圖 1( c) 也可以看出插足 8 份氧化鈰時(shí)硅橡膠的老化系數(shù)最挨近 1。從圖 1( d) 可以看出，添加氧化鈰的試樣經(jīng) 72 h 老化后的邵爾 A 硬度著落值為 5 擺布。實(shí)驗(yàn)造詣表明在老化前將差距用量的氧化鈰添加到硅橡膠中其扯斷伸長率基礎(chǔ)細(xì)反，于是氧化鈰的插足對(duì)硅橡膠扯斷伸長率的影響并不大; 添加氧化鈰對(duì)提高硅橡膠在 250 ℃ 以上的耐熱性能有確定的熏染，而且插足 8 份中間氧化鈰硅橡膠的耐熱性能最佳。

2. 2 氧化鈰用量對(duì)硅橡膠熱剛強(qiáng)性能的影響

由圖 2 可以看出，未添加氧化鈰硅橡膠的熱合成溫度較低，為 453. 0 ℃，這是由于硅橡膠側(cè)鏈的氧化斷裂和主鏈的降解所致。添加氧化鈰后硅橡膠的熱合成溫度沒有同水平川向高溫區(qū)挪移，剖析插足氧化鈰可以不同水平川提高硅橡膠的熱平穩(wěn)性能。比力氧化鈰用量不同時(shí)硅橡膠發(fā)生氧化裂解的溫度可以發(fā)現(xiàn)，添加了 6 份氧化鈰硅橡膠在表 1 中試樣的外在起始剖析溫度及失重 5% ，10% ，30% ，50% 時(shí)的溫度果斷用 Td，T5，T10， T30，T50展現(xiàn)［5］。從表 1 可以看出，添加氧化鈰后硅橡膠的失重速率開始時(shí)較小，逾越未必溫度后快捷增大，且超過了未添加氧化鈰試樣的失重速率。因此可以以為氧化鈰在 400 ～ 510 ℃ 時(shí)榨取了硅橡膠的熱失重，而超越 510 ℃ 后氧化鈰反而會(huì)減輕硅橡膠的熱失重。參照?qǐng)D 1 的熱空氣老化性能實(shí)驗(yàn)成果可以患上出起始分解溫度越高硅橡膠耐熱性能越好的論斷。

硅膠耐熱添加劑的成果較為明確，比照未添加者其熱分解溫度提 膠的熱分解溫度反而升高，這可以是由于氧化鈰高了 25. 5 ℃?？墒歉趸嬘昧康奶砑庸柘?用量過多反而加劇了硅橡膠的熱降解所組成的。

 3 結(jié) 論

a)    耐熱添加劑稀土氧化鈰可以清晰提高硅橡膠的耐熱性能。添加 8 份氧化鈰硅橡膠的拉伸強(qiáng)度最大，比未添加者增大了 104% 。

b)    在 250 ℃下老化 72 h 后，添加 8 份氧化鈰硅橡膠的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率的丟失率最小。

c)     添加 6 份氧化鈰硅橡膠的熱分解溫度較未添加者提高了 25. 5 ℃。氧化鈰在 400 ～510 ℃時(shí)抑制了硅橡膠的熱失重行為。