纳米二氧化硅结构对硅橡胶功能的影响纯硅橡胶的机械强度很低,当混入补强填料后,硫化胶的拉伸强度可由 提高到 14MPa ,补强率高达 40 倍,远远高出其他橡胶所能到达的补强率( -10 倍) ,可见填料的运用对硅橡胶终究功能具有决定性的效果[1] 。 Wang 研讨标明粒子间网络结构的构成提高了填料补强的有用体积, 然后弹性体的模量添加[2] 。华侨大学的吴季怀等研讨了滑石、石英、α- 硅化石、β- 硅化石、高岭土、叶蜡石、绢云和重钙等粉体为填料补强硅橡胶硫化胶, 发现以晶态结构石英为填料的硫化胶的拉伸强度和回弹率高于沉淀法制备的二氧化硅, 但低于气相法制备的二氧化硅[3] , 标明气相法纳米二氧化硅对硅橡胶有极佳的补强功能。本文选不一样性质的气相法纳米二氧化硅, 研讨了纳米二氧化硅的结构对硅橡胶功能的影响。 1. 试验部分 首要的组成原资料***乙烯基硅橡胶( VMQ ),分子量 60 万,乙烯基含量 %,东爵精细化工有限公司产品。气相法制备的纳米二氧化硅 A-200 , 德国 Degussa 公司产品; M-5 ,美国 Cabot 公司产品; ECUST , 华东理工大学中试产品。羟基硅油,含 10 %羟基, 常熟试剂厂产品。硫化剂双- 二五,荷兰 Aczo 公司产品。 试样制备按配方份额将生胶、羟基硅油和气相法纳米二氧化硅在双辊炼胶机上混炼均匀,混炼胶薄通出片,在 170 ℃下热处理 2h 后返炼加硫化剂,薄通出片,次日在硫化机上模压成型。硫化条件为 175 ℃ t90 。 t90 为用 LH-90 型硫化仪测定硫化胶的正硫化时刻。 功能测验硬度按国标 GB/T531 测定。运用 AG-2000A 型日本岛津资料全能试验机, 拉伸速度为( 500 50 ) mm/min 别离按国标 GB/T528 和国标 GB/T529 测定拉伸和撕裂功能。用 LH-90 橡胶型硫化仪,测定硫化胶的正硫化时刻、硫化温度。运用 LS-230 Particle Analysis 粒度剖析仪,超声下剖析粉体的粒度散布规模( ~ 2000 μm )粉体的粒度散布。 2. 结果与评论 气相法纳米二氧化硅存在的结构及方式如图 1 所示, 纳米二氧化硅的原生粒子为 2- 20nm 的球形粒子, 球形粒子间经过化学键联结成 50 - 500nm 的珍珠串结构的支链聚集体,此结构的聚集体不能经过剪切等机械力涣散,是补强硅橡胶的最基本单元[ 4 ],聚集体间又经过氢键构成了结构松懈的网状的附聚体。 纳米二氧化硅聚集体对补强效果的影响如图 2 所示, A-200 、 M-5 、 ECUST 附聚体经超声涣散解聚后,聚集体的峰构成正态散布,散布均匀,粒径在 100-200nm 之间,是补强硅橡胶的有用粒径。粉体的粒度散布规模越宽,有用补强效果粉体份额越小,功能直线下降。αF 表明因二氧化硅粉体聚会结构存在的不同, 它与填料的形状严密相关, 表明在混炼和硫化过程中呈现的结构损坏后硫化胶中现存填料的结构。结合表 1 可以精确的看出, 聚集体的峰形越高, 硫化胶中存在的填料结构越完好有用,硫化胶扭矩越大, αF 越大,拉伸和撕裂功能等力学功能越好。 比表面积对补强效果的影响纳米二氧化硅粉体的刚性链状结构是补强效果的基