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本文采用八甲基环四硅氧烷(D4)分别与四氯化硅或三甲基氯硅烷进行阳离子开环反应,合成了两种氯封端的α-氯-ω-三氯线型聚硅氧烷(PTCSO)及α-氯线型聚硅氧烷(PSCSO)偶联剂。较适宜的反应条件均为:D4采用缓慢滴加方式加入到氯硅烷溶液中,氯硅烷始终保持充分过量,反应温度80℃,反应时间8~16h。以核磁共振谱及红外光谱表征了两者的分子结构;经热失重分析,PTCSO及PSCSO在热失重5%时的温度(T5%)分别为296℃和188℃,PTCSO表现出较高的热稳定性。
采用上述合成的PTCSO及PSCSO对气相白炭黑进行表面改性,以改性气相白炭黑在800℃下的热失重残余、亲油度表征改性效果。结果表明,两者用量分别为气相白炭黑用量的6wt%及时的亲油值最高,亲油值分别为66.7%和32.9%,说明PTCSO的改性效果好于PSCSO。
采用用量为气相白炭黑的1 wt%、3 wt%、5 wt%、7 wt%A171及KH560分别改性40份气相白炭黑并填充硅橡胶。结果表明,A171用量为1wt%,KH560用量为3wt%时气相白炭黑填充硫化胶力学性能较好。以40份1wt%A171、3wt%KH560、6wt%PTCSO、8wt%PSCSO分别改性的气相白炭黑填充硅橡胶,测定其拉伸性能、撕裂性能、硬度、动态力学性能、热失重、表面电阻率及体积电阻率,研究了硫化胶的力学性能、耐热性能及电绝缘性能。结果表明,填充6wt%PTCSO改性气相白炭黑的硫化胶具有较高的力学性能及耐热性能、优异的电绝缘性能,其拉伸及撕裂强度分别为9.9MPa和21.5MPa,在-35℃、1Hz频率下的阻尼系数为0.23,T5%为490℃,表面电阻率及体积电阻率分别为1.0×1014Ω及6.0×1012Ω·m;较填充40份未改性气相白炭黑的硫化胶的拉伸强度7.2MPa,-35℃、1Hz频率下的阻尼系数为0.1,T5%为470℃分别提高了37.5%、130%、4.3%。
研究了硝酸钾及硝酸钠作为物理发泡剂时,其粒径对发泡硅橡胶开孔率及力学性能的影响。结果表明,随着发泡剂粒径的逐渐增大,发泡胶的开孔率逐渐升高,拉伸强度、撕撕裂强度及100%定伸强度逐渐下降;同时考察了PTCSO在发泡胶中的应用,实验表明,添加了6wt%PTCSO改性白炭黑的发泡胶的加工性获得明显改善,力学性能也明显提高。
以一定粒径的尿素作为物理发泡剂,分别以过氧化苯甲酰(BP)在125℃下硫化5min,及以过氧化苯甲酰与双二五(BPDMH)共用的混合硫化剂在125℃和170℃下分别硫化2min和8mm制备了两种物理发泡胶。考察了尿素用量及硫化体系对发泡胶开孔率及力学性能的影响。结果表明,随着尿素用量增加,发泡胶开孔率逐渐升高,拉伸强度、撕撕裂强度及100%定伸强度逐渐下降;以BP+BPDMH共用硫化制备的发泡胶的开孔率较高,尿素用量为200份时,制备的发泡胶拉伸强度为1.5MPa,开孔率为69.4%;扫描电镜(SEM)观察其拉伸断面,发现其开孔大小及孔隙分布更均匀。