（材料加工工程专业论文）新型有机硅灌封材料的制备及性能研究.pdf

塑j ! ；：些查兰堡圭篓兰 垫耋 摘要 随着航空、航天、船舶、电子等事业的发展，高密度封装技术迅速崛起，对 灌封材料的要求愈来愈苛刻。探索制各高性能灌封材料的新方法，寻求提高其使 用性能的有效途径是该领域研究的重要课题。本文采用白炭黑、纳米s i 0 2 以及 凹凸棒土填充制备有机硅灌封材料，并对其结构及相关性能进行了分析研究，同 时对等离子体技术在材料制备中的应用进行了探索。 通过高速剪切分散法制备白炭黑有机硅灌封材料、纳米s i 0 2 有机硅灌封材 料和凹凸棒土有机硅灌封材料，测试分析结果表明：纳米s i 0 2 有机硅灌封材料 的拉伸强度最大，为o 8 1 m p a ，断裂伸长率为9 5 ；凹凸棒土有机硅灌封材料 与白炭黑有机硅灌封材料的拉伸强度相近，分别为o 7 3 m p a 和0 7 1 m p a ，断裂 伸长率均为1 0 0 。凹凸棒土有机硅灌封材料的热分解温度提高程度最高，为 5 0 - 8 0 c 。t e m 、 s e m 分析材料微观结构，可以观察到填料较好地分散于基体 中，与基体的界面结合力增强，有利于应力传递，从而提高材料宏观性能。 探索了低温等离子体技术在灌封材料制备过程应用的可行性，通过该技术处 理的填料制备纳米s i 0 2 有机硅灌封材料和凹凸棒土有机硅灌封材料，测试材料 相关性能，利用多种分析方法研究填料在材料中的分散状态，结果如下：等离子 体氛围中，不加入催化剂体系可进行化学反应；同时此氛围中填料与基础聚合物 可能发生化学键接；纳米s i 0 2 有机硅与凹凸棒土有机硅灌封材料拉伸强度分别 为0 9 8 m p a 和0 9 1 m p a ，断裂伸长率分别提高到1 1 0 和1 3 5 ：凹凸棒土，有机 硅灌封材料热分解温度提高7 0 8 0 。c ，两种灌封材料体积电阻率变化幅度小。 材料微观形貌的s e m 、t e m 分析表明等离子体技术处理后的填料在基体中 分散良好，使填料与基体的界面粘结发生改变。凹凸棒土有机硅灌封材料的s e m 分析可以看出拉伸断面存在大量的空洞为分散相被拔出时所留，分散相发生形变 直至断裂。 关键词有机硅，灌封材料，白炭黑，纳米s i 0 2 ，凹凸棒土，等离子体技术 西j e 工业大学硕士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fa e r o s p a c ea n de l e c t r i ci n d u s t r y , h i g hp e r f o r m a n c eh a s b e e nd e m a n d e dm o r ea n dm o r et ot h eo r g a n i c s i l i c o ne n c a p s u l a t i n gm a t e r i a l i ti st h e i m p o t a n tr e s e a r c ht o p i c i nt h ef i e l dt h a te x p l o r i n gn e wm e t h o do fp r e p a r i n g o r g a n i c s i l i c o ne n c a p s u l a t i n gm a t e r i a l sa n df i n d i n ge f f e c t i v ea p p r o a c ht oi m p r o v et h e a p p l y i n gp e r f o r m a n c e t h i sp a p e rm a i n l ya n a l y s e st h er e l e v a n tp e r f o r m a n c ea n d d i s c u s s e st h em i c r o s t m c t u r eo ft h em a t e r i a lw h i c hi sm o d i f i e db yt h ef i l l e r , a tt h e s a m et i m e ，t h ea p p l y i n go f p l a s m ai nt h ep r e p a r i n gi si n v e s t i g a t e di nt h ep a p e r t h r o u g ht h em e t h o do fh i g h - s p e e dd i s p e r s i o n ，t h ee n c a p s u l a t i n gm a t e r i a lh a sb e e n p r e p a r e db yd i f f e r e n tm o d i f i e ds y s t e m t h er e s u l t so ft e s t i n gs h o wt h a tt h em a t e r i a l m o d i f i e db yn a n o s i 0 2h a st h em a x i u mo ft e n s i l es t r e n g t h e n ：o 8 1 m p a , a n di t s e l o n g a t i o ni s 9 5 t h ev a l u eo ft e n s i l es t r e n g t ho ft h eo t h e rt w om a t e r i a l s a t t a p u l g i t e o r g a n o s i l i c o nm a t e r i a la n ds i t i c a - g e l o r g a n o s i l i c o nm a t e r i a la r eo 7 3 m p a a n do 7 1 m p ar e s p e c t i v e l y , t h ee l o n g a t i o nv a l u ea r ea l l1 0 0 ；t h eh e a t - r e s i s t a n t t e m p e r a t u r eo ft h et h r e ee n c a p s u l a t i n gm a t e r i a l sh a v eb e e ni m p r o v e dg r e a t l y t h e s e ma n dt h et e ma n a l y s e ss h o wt h a tt h ef i l l e r sa r ew e l ld i s p e r s e di nt h em a t r i x t h e b o n d i n gf o r c eo f t h ei n t e r f a c eb e t w e e nf i l l e r sa n d m a t r i xw e r eg r e a t l yi m p r o v e dw h i c h a r eb e n e f i tf o rt h et r a n s f e ro ft h es t r e s sa n dl e a dt ot h eb e a e rm a c r o s c o p i c a t m e c h a n i c a lp r o p e r t yo f t h em a t e r i a l s t h ep a p e ra l s or e s e a r c h e st h ea p p l i c a t i o no ff e a s i b i l i t yo fp l a s m at e c h n o l o g yi nt h e m a t e r i a lp r e p a r a t i o n t h r o u g ht h i st e c h n o l o g y ，t h e1 1 8 1 1 0 s i 0 2 o r g a n o s i l i e o nm a t e r i a l m a dt h ea t t a p u l g i t e o r g a n o s i l i c o nm a t e r i a lh a v eb e e np r e p a r e d t h ep r o p e r t i e so ft h e m a t e r i a lh a sb e e nt e s t e d t h er e s u l ts h o w st h a tt h et e n s i l e s t r e n g t h o f n a n o s i 0 2 o r g a n o s i l i c o nm a t e r i a lh a sr e a c h e dt o0 ，9 8 m p aw h e nt h ec o n t e n to ft h e n a n o p a r t i c l ei sa b o u t3 a n da t t a p u l g i t e o r g a n o s i l i c o nm a t e r i a li so 9 1 m p aw h e n t h e c o n t e n to ft h ea t t a p u l g i t ei s15 ，t h er e p e c t i v ee l o n g a t i o ni s110 a n d13 5 t h e h e a t - r e s i s t a n tt e m p e r a t u r eo fl a t t e ri si n c r e a s e d t h em i c r o s t r u c t u r eo ft h em a t e r i a la l s oh a sb e e na n a l y s e db yt h em e t h o do f t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y , s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y a n dd i f f e r e n t i a l s c a n n i n gc a l o r i m e t r y , e t e t h er e s u l t se x p l a i nt h a tt h ef i l l e rh a st h ew e l lc o m p a t i b i l i t y i i i i 鹾p ip 。三i 些_ 大堂堡主耋竺丝耋i 皇璧坚墨垒! 坠 _ _ - _ _ _ _ _ - _ - - _ _ _ w _ _ i i j _ _ _ _ _ _ _ _ 口_ e 口口j z ；= = _ e _ _ - _ - = = = = = = e = 目j j ! ! 日e _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，_ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ - 一 a n dd i f f r a c t i o ni nt h em a t r i x k e y w o r d s ：o r g a n o s i l i c o n ，e n c a p s u l a t i n gm a t e r i a l ，n r i l o - s i 0 2 ，a t t a p u l g i t e ，p l a s m a i i l 两北工业大学硕士学位论文 前言 前言 随着航空、航天、船舶、电子等事业的发展，高密度封装技术迅速堀起，对 灌封材料提出了越来越高的要求。这些高技术领域工作环境条件往往十分苛刻， 如灌封元件应能在5 5 1 8 0 c 的温度范围内工作，灌封工件固化后在二次加工 过程中不应出现形交、回粘等现象，且应能在高速旋转的状态下正常工作。基于 以上工作环境对灌封材料提出以下性能要求：( 1 ) 电性能绝缘强度和绝缘电阻 高，介质损耗和介质常数小，电参数随温度和频率的变化小；( 2 ) 物理机械要 求抗张强度大，冲击强度和热变形温度高，线膨胀系数和收缩率小；( 3 ) i 艺性 能与其它两类树脂一样要求粘度小，适用期长，固化温度尽可能低，灌封材料 最好无毒或低毒口】。国内目前很少有满足这些苛刻工作条件的环氧树脂和聚氨酯 类的灌封材料。丽有机硅材料因其独特的化学结构决定其作为灌封材料具有自己 明显的优点：( 1 ) 理论上硫化中无副产物；( 2 ) 优异的耐高温性能，这是环氧树脂 灌封材料和聚氨酯灌封材料所不能比拟的；( 3 ) 良好的电绝缘性能及优良的耐电 晕、耐电弧性等，这些是其他合成树脂所不及的。其成型工艺简单、适合大规模 生产，可靠性较高。使有机硅作为灌封材料具有十分广阔的发展应用前景。 灌封材料研究的发展方向主要有：改善材料的脆性，提高材料的耐热性、介 电性和阻燃性，降低吸水率、收缩率和内应力。研究的主要途径是：原材料的高 纯度化；基础聚合物的改性，包括增韧、增柔、填充、增强、共混等；改进成型 工艺方法、设备和技术等。采用材料制备新技术，探索制备灌封材料的新方法， 寻求提高其使用性能的有效途径是该领域研究的重要课题。众所周知，任何材料 所表现出的性能除组成之外，特别依赖于它们的组织结构，因此要得到具有指定 性能和与之相应的组织结构的材料，制备技术的创新与发展至关重要。从某种意 义上讲，这种制备新技术的发展水平在很大程度上制约着材料的功能发挥，同时 制约着材料在更广阔领域、更关键场合的应用。 本文借鉴前人相关研究的成功经验，采用白炭黑、纳米s i 0 2 和凹凸棒土制 各有机硅灌封材料，对微观结构、性能及相关影响因素进行了分析和讨论。主要 工作如下： 1 采用传统共混法制各自炭黑有机硅灌封材料，研究填料对材料性能的影 响。 2 通过高速剪切分散制备纳米s i 0 2 ( 凹凸棒土) 有机硅灌封材料，采用透射 西北工业大学硕士学位论文 前言 电镜( t e m ) 、扫面电镜( s e m ) 、差热扫描量热法( d s c ) 等方法研究了材料的结构与 性能。 3 利用等离子体技术对纳米s i 0 2 以及凹凸棒土填料进行了处理，制备了纳 米s i 0 2 ( 凹凸棒土) 有机硅灌封材料。测试材料的相关性能，并通过x 射线衍射 ( x r d ) 、透射电镜( t e m ) 、差热扫描量热法( d s c ) 等方法研究其微观结构与性能 的关系。 西北工业大学硕士学位论文 第一章文献综述 1 1 概述 第一章文献综述 有机硅聚合物是分子结构中含有元素硅、且硅原子上连接有有机基的聚合 物。以重复的s i o 键为主链、硅原子上连接有有机基的聚有机硅氧烷则是有机 硅聚合物的主要代表与结构形式，也是第一个在工业上得到应用的元素高分子。 聚有机硅氧烷为加成型有机硅灌封材料的最主要的基础聚合物，它是一类以 重复的s i 0 键为主链，硅原子上直接连接有机基的聚合物( 如硅油、硅橡胶、 硅树脂等) ，其通式表示如下：【& s i 0 4 一n ，2 】。，式中，r 为有机基( 如m e 、p h 等) ； 1 1 为硅原子上连接的有机基数( 1 3 ) ：m 为聚合度( 2 ) 。聚有机硅氧烷困其特殊的 结构而具有许多独特的性能，如耐高低温、耐候、耐老化、电气绝缘、耐臭氧、 憎水、难燃、生理惰性等。有机硅产品的这些优异性能为其它的有机高分子材料 所不能比拟和替代。其应用领域有：航空航天、电子电器、电力互感器变压器、 绝缘子等电器用浇铸绝缘灌封材料，集成电路和半导体元件、线路板、高压大电 流开关中的绝缘密封材料，同时在轻工、化工、纺织、机械、建筑、交通运输、 医疗卫生、农业、入们日常生活等方面也有广泛的应用，己经成为国民经济中重 要丽必不可少豹新型高分子材料。 随着航空航天、电子等高科技事业的发展，要求灌封器件的商性能化，迅速 发展高密度封装技术，对灌封材料提出了越来越高的要求。加成型有机硅灌封材 料研究的发展方向有：改善材料的脆性，提高材料的耐热性，电学性能，阻燃性 能，降低吸水率，收缩率和内应力。研究的主要途径有：合成有特殊结构的基础 聚合物，填料填充改性：增韧，增柔，增强，共混等，改进成型工艺方法，设备 和技术等1 3 1 。 1 2 灌封材料的用途、分类、技术要求 灌封简单说就是把构成电子元器件的各部分按要求进行合理的布置、组装、 键合、连接与环境隔离和保护等操作工艺。它的作用是强化电子器件的整体性， 西北工业大学硕士学位论文 第一章文献综述 - _ 口_ l _ _ - _ _ 日口_ _ _ _ e 自_ e 目_ _ e _ = ! ! 目_ t e 日j 目_ _ e g l _ i i i i _ _ _ _ - t 提高对外来冲击、震动的抵抗力；提高内部元件、线路间的绝缘；有利于器件小 型化、轻量化；避免元件、线路直接暴露，改善器件的防水、防潮性能。 灌封材料品种很多，常用的主要有三大类：环氧树脂，有机硅和聚氨酯。环 氧树脂灌封材料的特点川是收缩率小、无副产物、优良的电绝缘性能，但由于分 子结构本身的限制，耐热性不高，般只用于常温条件下电子元器件的灌封，其 使用环境对机械力学性能没有特殊的要求。聚氨酯灌封材料常用于汽车干式点火 线圈【5 l 和摩托车无触点点火装置 6 1 的封装，这就要求封装后点火线圈的环境适应 能力强、抗震性能和耐冷热循环性能要好。但聚氨酯在应用中存在着难以解决的 问题，例如：灌封胶表面过软、易起泡；固化不充分且高温固化时易发脆；灌封 胶表面出现花纹现象，对环境的污染大等。由于这些缺陷的存在，聚氨酯灌封材 料也仅用于普通电器元件的灌封。在条件苛刻的工作环境中聚氨酯灌封料往往难 以满足要求。 在航空、航天、船舶等高技术领域里工作环境条件更加苛刻，灌封元件必须 能在5 5 1 8 0 的温度范围内工作，灌封工件固化后需经过机械加工，在加工过 程中不应出现形变、回粘等现象，且还必须在高速旋转的状态下工作，所以对灌 封材料各方面的性能要求都很高。 基于以上实际情况，工作环境对灌封材料提出以下性能方面的要求： ( 1 ) 电性能：要求绝缘强度和绝缘电阻高，介质损耗和介质常数要小，电参 数随温度和频率的变化要小： f 2 ) 物理机械性能：扩张强度要大，冲击强度和热学性能要高，线膨胀系数 和收缩率要小； f 3 ) t 艺性能：和其它两类树脂一样要求粘度小，适用期长，固化温度尽可 能低，灌封材料最好无毒或低毒1 2 j 。 国内目前很少有满足这些苛刻工作条件的环氧树脂和聚氨酯类的灌封材料。 有机硅灌封材料因其特殊的硅氧键主链结构而具有耐高低温、机械力学、耐候、 耐久和耐寒等一系列优良性能，在高技术领域具有显著的研究潜力和极大的发展 应用前景。 1 3 有机硅灌封材料分类、主要组分与作用 从交联机理【7 】的角度把有机硅灌封材料分为缩合型与加成型两种a 西北工业大学硕士学位论文第一章文献综述 1 3 1 缩合型有机硅液体灌封材料 缩合型有机硅灌封料系以端羟基聚二有机基硅氧烷为基础聚合物，多官能硅 烷或硅氧烷为交联剂，在催化剂作用下，室温下遇湿气或混匀即可发生缩合反应， 形成网络状弹性体。固化过程中有水、二氧化碳、甲醇和乙醇等小分子化合物放 出。根据产品包装方式，缩合型有机硅灌封体系又可分为单包装及双包装两种。 单包装系将基础聚合物、填料、交联剂及硫化剂等在于燥条件下混成均有的胶料， 并将其分装、密封、保存。使用时，挤出胶料，接触大气湿气即可发生缩合反应 交联成弹性体；双包装系将有关组分根据它们的化学性质，分成两个包装密封存 放。使用时按一定比例混合，即可发生缩合反应交联成弹性体。 单组分灌封材料是缩合型中的主要产品之一。其通常由基础聚合物、交联剂、 催化剂、填料及添加剂等配制而成，前三种为必须组分，但作为实用产品，后两 种往往也必不可少。根据硫化副产物的结构，可分为醋酸型、酮肟型、醇型、胺 型、酰胺型及丙酮型等六类。其共同特征是，混匀的胶料密封在一个软管或封筒 中，使用时，挤出胶料在常温常压下遇湿气即硫化成弹性体，使用特别方便；它 可依需要配制成流动性涂料或触变性粘接密封胶，其稠度及流变性很少受温度的 影响；硫化时，不放热、不吸热，并可得到透明或任意颜色的制品；硫化胶在很 宽的温度范围i 为( - - 6 0 - 3 0 06 c ) 保持弹性，对各种基材粘接性良好，兼具优良的耐 高低温、耐候及介电性能。 ( 1 ) 基础聚合物 a ，心二羟基聚二有机基硅氧烷，即h o ( m e r s i o ) 。h ( 式中，r 为m e 、 c f ，c h ：c t t 2 、p h 等；n 一- - - 1 0 0 2 0 0 0 ) 是制备单组分缩合型室温硫化硅橡胶最重要 的基础聚合物。其中h o ( m e ：s i o ) 。h 是它们中的典型代表，h o m e ( c f 3 c h 2 c h 2 ) s i 0 1 。h 用于制备耐油耐溶剂产品，h o ( m e 2 s i o ) 。( m e p h s i o ) 。h 用予制备耐寒及 抗辐照产品。使用h o ( m e e s i o ) 。h 经常涉及的物理参数有粘度、摩尔质量、羟基 含量及相对密度等。 f 2 1 交联剂交联剂是组分中的核心，是决定产品交联机理和分类命名的基 础。当前使用的主要交联剂品种及其对硫化胶性能的影响示如表1 1 ： ( 3 ) 催化剂主要使用锡化合物和钛化合物两类。其中锡化合物催化剂主要 是有机锡螫合物，如b u 2 s n ( o a c ) 2 、b u 2 s n ( o c o c t h l5 ) 2 、b u ：s n ( o c o c l l h 2 3 h 、 s n ( o c o c 7 h 1 5 ) 2 等；常用的钛化合物催化剂，主要是钛酸醋及钛的螯合物，如 t i ( o b u ) 4 、t i ( o s i m e 3 ) 4 ；还常使用混合催化体系，如b u 2 s n ( o c o c t i l l 2 3 ) 2 - - t i ( o b u ) 4 西北工业大学硕士学位论文 第章文献综述 _, i - _ - t e _ 日日_ j 自_ 霉 等。 表1 1 交联剂与硫化胶性能的关系 ( 4 ) 填料液体硅胶需经填料补强后方有应用价值。根据液体硅胶的特点， 在填料品种及配合工艺也有自己的要求。硅胶使用的填料可以粗分为增强及增量 两类。还有一类固体添加剂习惯上也常将其归入填料范畴。不同化学组成及物理 性质的无机物微粉均可用作填料。但不同种类及粒径的填料，对硅胶的补强效果 差别很大。纯硅胶的机械强度很低，当混入补强填料后，硫化胶的拉伸强度可由 0 _ 3 5 m p a 提高到1 4 m p a 。尽管绝对强度不算高，但补强高达4 0 倍，远远高出其 他胶体所能达到的补强率( 1 4 l o 倍) 。可见填料的使用对硅胶最终性能具有决定 性的意义。 选用填料时，必须满足硅胶在高温场合应用的特点与要求。因而被优先用作 硅胶填料的主要是合成二氧化硅微粉( 气相法白炭黑及沉淀法白炭黑) ，主要用作 补强填料：天然的石英粉、硅藻土及高岭土等( 经净化、粉碎加工) 可用作半补强 或增量填料。为了赋予硫化胶某些性能及颜色，还可加入z n o 、t i 0 2 、a 1 2 0 3 、 z r 0 2 、f e 2 0 3 ( 着色、抗高温氧化) 、炭黑( 导电、补强) 、石墨粉及金属粉( 导电) 、 碳酸钙、硅酸盐、纤维状填料( 提高抗撕裂强度) 、中空玻璃微球及塑料微球( 降低 表观密度) 等填料。表1 2 列出了常用填料。 西北工业火学硕士学位论文 第一章文献综述 _ i il l l i _ 目_ j e 目一 表1 - 2 硅胶常用填料 由表可见，适用作硅胶补强填料的主要是高细度的气相法及湿法白炭黑。填 料对基体的补强机理虽未完全弄清，但有两点是比较肯定的，即自炭黑结构与生 胶主键相似，故生胶分子较易吸附在分散的s i 0 2 粒子表面，使粒子间距离小于 粒予自身直径，从而产生结晶化效果，强化了吸附层内分子间的吸引力；另外生 胶分子中的s i - - o 键及其端羟基，可与s i 0 2 表面的s i - - o h 形成物理或化学结 合，最终导致硫化胶物理机械性能的提高。白炭黑的补强效果，一般随其粒径变 小及表面积增大而提高，但在生胶中的分散性，却随补强效果的提高而变差。白 炭黑的粒径、比表面积、化学成分、表面化学性质及补强效果，均与制法密切相 关。当前主要制法有气相法( 即燃烧法) 及沉淀法( 即温法) 两种。气相法及沉淀法 白炭黑的优缺点及用途见表1 3 。 由于高补强白炭黑的比表面积超过l o o m 2 g ，且表面含有大量s i - - o h 基， 故粒子间的凝聚力相当强，在生胶中很难分散，对补强不利；而s i - - o h 还易与 生胶分子中的s i - - o 键或s i - - o h 作用，产生结构化现象，给胶料的存贮、加工 及应用带来问题。业已证明，使用有机硅化合物或醇类作浸润剂( 亦即结构控制 7 璺! ! 三兰竺盔兰堡i 士学位论文第一章文献综述 。8 。l l l ；：i = 剂) 处理白炭黑，可有效减少s i o h ，并由亲水性表面转变成憎水性表面，从而 提高自炭黑在生胶中的分散性( 浸润性) 及减少或避免胶料发生结构化的目的。 表l - 3 气相法及沉淀法白炭黑的优缺点及用途 1 3 2 加成型有机硅液体灌封材料 加成型有机硅灌封料是司贝尔氢硅化反应在硅橡胶硫化中的个重要发展 与应用。其原理是由含乙烯基的硅氧烷与含s j h 键硅氧烷，在第八族过渡金属 化合物( 如p t ) 催化下进行氢硅化加成反应，形成新的s i c 键，使线型硅氧烷交 联成为网络结构。其反应方程式示意如下： s i c h = c h 2 + h s i - - - _ - - - s i c h 2 c h 2 s i - = 氢硅化反应理论上不生成副产物，且具有高转化率、交联密度及速度易控制 等特点，故制得的硅胶综合性能更佳。此外，该法作为模型体系，用于研究交联 位置效应，橡胶硫化动力学及交联机理等也有重要意义。加成型液体硅橡胶通常 由基础聚合物、交联剂、催化剂、填料及添加剂等组成。根据产品包装方式，还 可分为单组分及双组分两类。前者系将上述各组分与抑制剂或胶囊型铂催化剂等 混装在。起，并置于较低环境下贮存。使用时，通过提高温度，即可恢复催化剂 活性进行加成反应，交联成弹性体；后者按照各个组分的化学性质，搭配组合成 两个包装。使用时按定比例混合或稍许升温后，即可发生加成反应，交联成弹 性体。加成型液体硅胶具有一系列不同缩合型液体硅胶的特性，具体见表1 4 。 西北工业大学硕士学位论文第一章文献综述 表1 - 4 缩合型与加成型有机硅灌封料特性比较 性能缩合型加成型 配比( 基础聚合 物；交联剂) 适用期 硫化速度 深度硫化 硫化副产物 催化剂中毒 电绝缘性 1 0 0 ：0 5 一1 0 0 ：1 0 取决于催化剂用量，一般 较短 取决于催化剂用量，湿度 影响较大，温度影响较小 部分产品不行 醇，水，氢等 无 硫化初期下降，之后恢复 正常 1 0 0 ：3 - 1 0 0 ：1 0 0 比较长，且易控制 取决于催化剂用量，湿度影响较大，温度 影响较小 各类产品均可 无( 理论上) 不能接触含n 、p 、s 等有机物，s n 、p b 、 h g 、b i 、a s 等离子性化合物，含炔及多乙 烯基化台物 无副产物，不影响电绝缘性 线收缩率， 5 0 1 0 4 9 m 0 1 ) 时，常温 下表现为固体或半固体状态，力学性能不好，即使是经过硫化的聚硅氧烷( 没有 填料) 。其拉伸强度仍很低( o 2 o 5 m p a ) ，相对伸长为5 0 0 一8 0 。大多数商业用 的聚硅氧烷通常畲有4 0 0 一5 0 的二氧化硅补强填料。采用适当补强剂可使硅橡 胶硫化胶的强度达到1 0 m p a 左右，相对伸长率1 0 0 - - 4 0 0 。这主要是由于补强 后的硅橡胶存在着以下几种交联：聚合物与聚合物之间的交联和缠结交联；填料 与聚合物之间的共价交联、氢键交联以及填料与聚合物中分子间范德华力的交 联；填料与聚合物分子链的缠结交联；填料被聚合物分子润湿( 聚合物分子进入 填料空隙) 引起的交联；填料与填料之间的交联。由于有这些交联点的存在，使 得补强后的硅橡胶强度大为提高。压缩永久变形是橡胶在高、低温下做垫圈使用 时的重要性能。二甲基硅橡胶的压缩永久变形较差，在1 5 0 下压缩2 2 h 后形变 值为6 0 左右：甲基乙烯基硅橡胶具有较好的压缩永久变形，在相同的条件下， 其形变为2 0 。虽然硅橡胶在常温下的力学性能比通用橡胶低，但在2 0 0 的高 温下，其力学性能高于一般橡胶。 聚硅氧烷与大多数有机聚合物的相容性不好，当聚硅氧烷与其他聚合物混合 后，聚硅氧烷组分经常迁移到材料表面上。克服这些缺点的最有效的方法是与其 他化合物共聚反应。 ( 1 2 ) 化学性能 一般来说，硅橡胶具有良好的耐化学物质，耐燃料油及油类等性能，它对许 多化学试剂具有良好的抗腐蚀能力，硅橡胶的耐溶剂性视溶剂的种类而定，对于 丙酮和乙醇等极性溶剂，它的体积膨胀率小。对于苯、甲苯、四氯化碳、汽油等 非极性溶剂，它的膨胀率很大，但当这些溶剂挥发后，硅橡胶可以基本恢复原来 的性能，这一点是般橡胶所不及的。而氟硅橡胶的耐油、耐溶剂性能较优良。 硅橡胶对低浓度的酸、碱、盐的耐受性好，如在1 0 的h 2 s 0 4 中，常温浸渍7 天，体积和质量变化都小于1 ，机械性能无变化；但它不耐强酸、强碱和四氯 化碳、甲苯等非极性溶剂。 1 5 有机硅灌封材料的研究进展 1 5 1 流动性能研究 在灌封过程中，灌封件只留有很窄的灌封缝隙，一般在o 5 r a m 左右，这就 2 1 西北工业大学硕士学位论文 第一章文献综述 要求灌封料的流动性能良好即粘度尽可能的低。对于这一问题苏正涛【7 1 等以乙烯 基硅油，甲基含氢硅油为基料，铂化合物为催化剂，自炭黑为添加荆，配制得到 了具有良好流动性能，而且力学性能和耐热性能均较好的硅橡胶灌封材料。从配 制工艺和组分配比两方面讨论了影响流动性能的相关因素。即按照一定的配比关 系，先将处理过的白炭黑加入到乙烯基硅油中，进行搅拌，再转移到双辊混炼机 上进行混炼，并加入甲基含氢硅油，铂催化剂，混炼均匀即得到流平性较好( 粘 度为1 4 4 0 0 c p ) 的灌封材料。讨论了催化剂、填料等添加剂对流动性能的影响。在 处理铂催化剂的化合物中，铂的四甲基二乙烯基二硅氧烷络