微米鐵粉填充硅橡膠復(fù)合材料壓阻性能

分別采用熱解還原法和溶液法制備石墨烯(trg)和trg/硅橡膠(mvq)復(fù)合材料,并對(duì)trg/mvq復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和物理性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:trg能夠明顯提高mvq的導(dǎo)電性能,隨著trg用量的增大,trg/mvq復(fù)合材料的體積電阻率明顯降低,trg的滲濾閾值為0.0194;trg對(duì)mvq具有補(bǔ)強(qiáng)作用,隨著trg用量的增大,trg/mvq復(fù)合材料的邵爾a型硬度和拉伸強(qiáng)度明顯提高;trg在mvq基體中分散良好,部分互相交錯(cuò)搭接在一起,形成了貫通的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。

研究了羥基硅油和四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷(v4)對(duì)氣相法白炭黑增強(qiáng)甲基乙烯基硅橡膠(vmq)復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明,在vmq用量為100份、氣相法白炭黑用量為40份時(shí),加入羥基硅油可明顯降低混煉膠的payne效應(yīng),有效改善白炭黑的分散性;當(dāng)其用量為5份時(shí),復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最優(yōu)。在添加5份羥基硅油的基礎(chǔ)上,加入v4可顯著提高vmq復(fù)合材料的撕裂強(qiáng)度,其用量為4份時(shí),撕裂強(qiáng)度可達(dá)42.2kn/m。

硅橡膠具有對(duì)人體組織無毒和生物相容性好等良好性能,因而被廣泛用于醫(yī)用材料、醫(yī)療器械和藥物緩釋材料等,其中抗菌劑主要包括天然抗菌劑、金屬型抗菌劑、有機(jī)抗菌劑及復(fù)合抗菌劑。本文通過分析國(guó)內(nèi)外填充型抗菌劑改性硅橡膠復(fù)合材料抗菌性能,對(duì)比了不同類型填充型抗菌硅橡膠材料對(duì)其抗菌性能的影響,從而提出填充型抗菌硅橡膠材料的發(fā)展趨勢(shì)。

高導(dǎo)熱、絕緣性硅橡膠復(fù)合材料

采用溶液共混法制備了籠狀硅氧烷低聚物(poss)/硅橡膠復(fù)合材料,用差示掃描量熱儀在不同降溫速率下研究了poss/硅橡膠復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶性能,考察了poss質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%(試樣p5)、10%(試樣p10)和30%(試樣p30)時(shí)對(duì)復(fù)合材料非等溫結(jié)晶參數(shù)和活化能的影響,并選用ozawa及ozawa-avrami聯(lián)合法對(duì)poss/硅橡膠的非等溫結(jié)晶性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,ozawa-avrami聯(lián)合方法適合描述poss/硅橡膠的非等溫結(jié)晶現(xiàn)象;poss/硅橡膠復(fù)合材料成核速率的大小依次為p5、p15和p30,生長(zhǎng)速率則相反,而結(jié)晶速率大小依次為p30、p5和p15。

以加成型液體硅橡膠(lsir)和籠形倍半硅氧烷(poss)為原料制備poss/lsir復(fù)合材料,并對(duì)其耐熱性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。結(jié)果表明:poss分子與lsir發(fā)生加成反應(yīng);poss用量為10和15份的poss/lsir復(fù)合材料耐熱性能和抗燒蝕性能提高。

水滑石經(jīng)過對(duì)苯二甲酸(tpa)插層后與硅橡膠復(fù)合制成復(fù)合材料。采用xrd、tg以及其它分析手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征和研究。結(jié)果表明,對(duì)苯二甲酸的插層率達(dá)到79%以上,而硅橡膠大分子的"插層率"為38%;水滑石/硅橡膠樣品的力學(xué)性能、邵爾a硬度、熱穩(wěn)定性和阻燃性能均有所改善,水滑石添加量以6%為宜;水滑石的分散程度對(duì)硅橡膠復(fù)合材料的性能有決定性影響。

以甲基乙烯基硅橡膠為基膠,碳包鋁(c-al)納米粒子為填料,采用機(jī)械混煉法制備了散熱用c-al/硅橡膠復(fù)合材料。采用sem研究了c-al納米粒子在硅橡膠中的分散情況;并研究了填料對(duì)復(fù)合材料熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)(cte)和熱穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:c-al納米粒子在硅橡膠中分散性良好;c-al/硅橡膠復(fù)合材料的熱導(dǎo)率隨c-al填充量的增加而增大,填充體積分?jǐn)?shù)超過50%時(shí)熱導(dǎo)率開始下降,c-al適宜用量為總體積的50%;隨著填料的增加,復(fù)合材料cte減小。tga分析表明,填充c-al納米粉體的復(fù)合材料熱穩(wěn)定性高于未填充硅橡膠。

研究了旨在提高硅橡膠／玻璃布粘接性能的玻璃布表面處理及硅橡膠／玻璃布復(fù)合材料在寬廣溫度范圍（－１００～＋１００℃）的力學(xué)性能。結(jié)果表明，ｋｈ５５０／ａ１５１和間苯二酚／ａ１５１是玻璃布的有效表面處理劑；經(jīng)玻璃布增強(qiáng)后可大幅度提高硅橡膠力學(xué)性能；復(fù)合材料低溫性能受硅橡膠低溫性能的影響顯著。

采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)鈉基蒙脫土進(jìn)行表面改性,制備有機(jī)蒙脫土(ommt)/pu/熱硫化(htv)硅橡膠納米復(fù)合材料,并對(duì)其性能進(jìn)行研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,與htv硅橡膠相比,ommt/pu/htv硅橡膠納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性提高;當(dāng)ommt/pu用量為2份時(shí),納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率達(dá)到最大值。

本文研究了采用硅橡膠熱膨脹法制作復(fù)合材料加筋面板的工藝方法,對(duì)該法的基本原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述,探討了關(guān)鍵參數(shù)工藝間隙值的設(shè)定方法,并分析了工藝間隙對(duì)制件質(zhì)量的影響,最終制備了優(yōu)良的復(fù)合材料加筋面板結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件。

室溫硫化硅橡膠(rtv-sr,簡(jiǎn)稱rtv)在電氣設(shè)備防污閃工作中起重要作用的原因在于其優(yōu)異的憎水性和憎水遷移性,為研究污穢成分和環(huán)境因素對(duì)rtv憎水特性影響,分析了靜態(tài)接觸角測(cè)量影響因素。用恒定濕熱試驗(yàn)箱和紫外老化箱模擬不同外界環(huán)境,對(duì)污穢成分、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、遷移時(shí)間和紫外輻照時(shí)間與rtv憎水特性的關(guān)系進(jìn)行了定量對(duì)比試驗(yàn),借助接觸角影像測(cè)試儀、掃描電鏡(sem)和傅立葉變換紅外光譜(ftir)儀對(duì)其影響機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,溫度、鹽密和灰密對(duì)rtv憎水遷移性有明顯的影響,相對(duì)濕度和灰成分影響rtv憎水遷移速度及穩(wěn)定后的靜態(tài)接觸角,長(zhǎng)時(shí)間紫外預(yù)處理能加快rtv憎水遷移速度。研究結(jié)果可作為分析硅橡膠材料憎水性、憎水性遷移特性的參考,同時(shí)也為外絕緣材料憎水性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了試驗(yàn)依據(jù)。

以硅酸鈉為硅源,采用化學(xué)沉淀法在凹凸棒石表面原位生成納米sio2,制備sio2/凹凸棒石納米復(fù)合粉體。利用ftir,tg-dtg,tem,氮?dú)馕矫摳角€等方法對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表征。以它為補(bǔ)強(qiáng)劑,采用機(jī)械共混法對(duì)甲基乙烯基硅橡膠(mvq)進(jìn)行填充,制備了具有優(yōu)異力學(xué)性能的納米at/mvq復(fù)合材料。結(jié)果表明,在凹凸棒石表面存在無晶型的sio2粒子的同時(shí),凹凸棒石分散體之間也存在sio2的聚集體,粒徑大約在6～8nm,復(fù)合材料應(yīng)用在硅橡膠中具有補(bǔ)強(qiáng)效果。

以硅酸鈉為硅源，采用化學(xué)沉淀法在凹凸棒石表面原位生成納米sio2，制備sio2／凹凸棒石納米復(fù)合粉體。利用ftir，tg-dtg，tem，氮?dú)馕矫摳角€等方法對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表征。以它為補(bǔ)強(qiáng)劑，采用機(jī)械共混法對(duì)甲基乙烯基硅橡膠（mvq）進(jìn)行填充，制備了具有優(yōu)異力學(xué)性能的納米at／mvq復(fù)合材料。結(jié)果表明，在凹凸棒石表面存在無晶型的sio2粒子的同時(shí)，凹凸棒石分散體之間也存在sio2的聚集體，粒徑大約在6-8nm，復(fù)合材料應(yīng)用在硅橡膠中具有補(bǔ)強(qiáng)效果．

以微米級(jí)改性羰基鐵粉為填充劑,甲基乙烯基硅橡膠為基體,制備了高溫硫化的羰基鐵粉/硅橡膠復(fù)合材料。研究了偶聯(lián)劑種類、用量及羰基鐵粉填充量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,利用掃描電鏡對(duì)硫化膠斷面的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察。結(jié)果表明,采用硅烷偶聯(lián)劑kh570、kh151改性羰基鐵粉都能提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度,其中kh151的改性效果要優(yōu)于kh570;kh151的最佳用量為羰基鐵粉質(zhì)量的1%;在一定范圍內(nèi)隨著改性羰基鐵粉體積分?jǐn)?shù)的增加,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度增大。羰基鐵粉體積分?jǐn)?shù)超過60%后,混煉困難。

目的：制備一種具有導(dǎo)電性能的硅橡膠/石墨烯復(fù)合材料。方法以高溫?zé)峤馐樘盍?，采用超聲輔助溶液混合法將石墨烯分散到硅橡膠中，進(jìn)而采用高溫硫化的方式制備硅橡膠/石墨烯復(fù)合材料，并對(duì)其導(dǎo)電性能和力學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果硅橡膠/石墨烯復(fù)合材料的滲流閾值為1.9wt％，且其具有正向壓阻效應(yīng)。石墨烯的引入可顯著提高硅橡膠的導(dǎo)電性和力學(xué)性能。結(jié)論目標(biāo)材料有望用于防靜電橡膠和電磁屏蔽制品，在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

采用熔融擠出共混的方法,選用三種廢膠粉填充聚丙烯(pp),制備了pp/廢膠粉復(fù)合材料,研究了廢膠粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:廢舊三元乙丙橡膠粉可明顯提高復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度和拉伸斷裂應(yīng)變,當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%時(shí),簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度可提高33%,拉伸斷裂應(yīng)變?cè)龃罅?26%,有顯著的增韌效果:廢舊雜膠粉的加入使復(fù)合材料表現(xiàn)出較好的拉伸強(qiáng)度和彎曲應(yīng)力,且少量廢舊雜膠粉也可起到增韌的作用;廢舊丁腈橡膠粉的加入不能改善復(fù)合材料的力學(xué)性能,不適合用來填充改性pp。

采用熔融共混擠出的方法,選用三種廢膠粉填充丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs),制備了廢膠粉/abs復(fù)合材料;研究了廢膠粉對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:廢膠粉與abs的相容性不好,界面結(jié)合力較弱。廢膠粉的加入降低了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度,提高了斷裂伸長(zhǎng)率。廢舊丁腈橡膠粉的加入有利于提高沖擊強(qiáng)度,有一定的增韌效果,但其他兩種廢膠粉則達(dá)不到增韌的目的。

通過升溫-降溫循環(huán)及升溫-恒溫兩種方式研究了碳纖維/硅橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料試樣的溫度響應(yīng),通過碳纖維導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。該導(dǎo)電復(fù)合材料具有正溫度系數(shù),并具有溫度弛豫現(xiàn)象。橡膠材料與碳纖維材料熱膨脹系數(shù)的不同是造成其電阻溫度響應(yīng)的主要原因;而溫度變化對(duì)電子能量的影響也是造成材料溫度響應(yīng)的原因之一。

以廢膠粉(urp)為基體相,粉煤灰(fa)為增強(qiáng)相,烷偶聯(lián)劑為相容性制備了粉煤灰/廢膠粉復(fù)合材料。研究了廢膠粉和粉煤灰的最佳用量和偶聯(lián)劑的用量,混合方式和最佳的硫化條件。通過掃描電鏡(sem)和紅外光譜(ft-ir)分析了粉煤灰/廢膠粉試樣的結(jié)構(gòu)和形貌。結(jié)果表明:用si-69對(duì)粉煤灰的改性效果好于kh-550。廢膠粉最佳用量為100份,粉煤灰40份,si-691.0份。最佳的初混方式為熱混,偶聯(lián)劑先與粉煤灰混合,而后再與廢膠粉混合。最佳硫化條件為:溫度160℃,壓力8mpa,時(shí)間25min。si-69/fa/urp比kh-550/fa/urp的相容性要好。硅烷偶聯(lián)劑中的si—oh和粉煤灰表面的—oh發(fā)生脫水縮合,形成了si—o鍵;偶聯(lián)劑的有機(jī)端和廢膠粉形成了c—h鍵,從而改善了fa/urp復(fù)合材料相容性和力學(xué)性能。

通過研究玻璃布的表面處理工藝，提高硅橡膠玻璃布復(fù)合體的粘合性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：γ氨丙基三乙氧基硅烷／乙烯基三乙氧基硅烷和間苯二酚／乙烯基三乙氧基硅烷是玻璃布有效的表面處理體系。硅橡膠在硫化成型時(shí)實(shí)現(xiàn)與玻璃布的復(fù)合，具有工藝簡(jiǎn)單、粘合性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

以碳纖維、短玻纖為增強(qiáng)纖維,采用壓延成張工藝制備納米caco3填充改性橡膠基密封復(fù)合材料(nafc材料),以材料的橫向抗拉強(qiáng)度、壓縮回彈率和應(yīng)力松弛率為評(píng)價(jià)指標(biāo),試驗(yàn)研究了納米填充改性對(duì)nafc材料性能的影響。結(jié)果表明,納米填充改性可有效增強(qiáng)纖維、橡膠基體間的界面結(jié)合度,使材料的強(qiáng)度、耐溫性能以及密封綜合性能得到明顯的提高,同時(shí),對(duì)改善材料加工工藝性也有較好的作用。