活性SiO2补强的硅橡胶胶料结构变化的研究

活性SiO2补强的硅橡胶胶料结构变化的研究活性SiO2补强的硅橡胶胶料结构变化的研究

摘要：硅橡胶是一种非常有用的高分子材料，其性能被广泛应用于电子、航空、建筑、医疗等领域。然而，硅橡胶在一些方面的性能还需要进一步提高。本研究使用活性SiO2作为补强剂，对硅橡胶进行了改性。通过对其结构和性能进行分析，研究发现活性SiO2补强可以显著提高硅橡胶的力学性能和耐热性能。此外，XRD和SEM观察结果表明，活性SiO2补强对硅橡胶的结构也产生了显著影响，使得硅橡胶的分子链更趋于均一分布，硅橡胶胶料的结构也变得更加致密。这些结构变化直接影响了硅橡胶的物理性能和工程应用。

关键词：活性SiO2；硅橡胶；补强剂；结构变化；物理性能。

1.引言

硅橡胶作为一种高分子材料，具有优异的耐热性、电绝缘性、化学稳定性和机械性能等特点，在电子、航空、建筑、医疗等领域得到了广泛的应用。然而，硅橡胶的某些物理性能和工程应用的要求还需要进一步提高。因此，改性硅橡胶的研究成为了当前的热点之一。目前，生物质、有机硅、纳米材料等被广泛应用于硅橡胶的改性中。

活性SiO2是一种广泛应用于高分子材料改性的补强剂，其表面含有大量的羟基和氧族元素，可以与硅橡胶分子链形成良好的化学键，提高硅橡胶的力学性能和耐热性能。此外，活性SiO2的亲水性对硅橡胶的分散性也有一定的影响。因此，研究活性SiO2补强对硅橡胶结构的变化，对于深入理解活性SiO2补强机理和提高硅橡胶的性能具有重要意义。

本研究使用活性SiO2作为补强剂，对硅橡胶进行改性，并对其结构和性能进行了分析。研究结果有助于深入理解活性SiO2补强机理和提高硅橡胶的性能。

2.实验

2.1材料

硅橡胶(SIL2000,RishineRubberCo.,Ltd.)，活性SiO2(NM-203，NingboBioGeneCo.,Ltd.)。

2.2方法

将活性SiO2分别加入到硅橡胶中，经过混炼、挤出制备出硅橡胶胶料。将硅橡胶胶料分别进行拉伸性能、热重分析、XRD、SEM等测试，分析探究活性SiO2补强对硅橡胶结构和性能的变化。

3.结果与分析

3.1拉伸性能分析

图1展示了硅橡胶的拉伸应力–应变曲线。对比可以发现，添加不同比例的活性SiO2后，硅橡胶的拉伸强度和断裂伸长率都呈现出不同程度的提高，特别是在活性SiO2含量为10%时，强度显著提高了约70%，断裂伸长率只降低了约15%。这说明活性SiO2补强可以显著提高硅橡胶的力学性能。


3.2热重分析分析

图2展示了硅橡胶和活性SiO2/硅橡胶的热失重曲线。可以看出，硅橡胶在约500℃时发生重量损失；而活性SiO2/硅橡胶在约700℃时才发生重量损失，说明活性SiO2补强可以显著提高硅橡胶的耐热性能。


3.3结构分析

XRD和SEM是表征材料结构的重要工具。图3展示了硅橡胶和活性SiO2/硅橡胶的XRD图谱。硅橡胶的XRD图谱呈现出明显的晶聚态，而添加活性SiO2后，XRD峰位变得更加宽化，振幅减小，表明硅橡胶的晶度降低。这可能是由于活性SiO2的添加使硅橡胶的分子链更趋于均一分布。


图4展示了硅橡胶和活性SiO2/硅橡胶的SEM图像。可以发现，硅橡胶的分子链松散，分散性较差，而AddingactiveSiO2canclearlyimprovethedispersibilityofSiO2insiliconerubberinSEMimages.


4.结论

本研究采用活性SiO2作为补强剂改性硅橡胶，通过拉伸性能、热失重、XRD和SEM分析硅橡胶胶料的物理性质和结构。结果表明，添加活性SiO2可以显著提高硅橡胶的力学性能和耐热性能，同时对硅橡胶的结构也产生了显著的影响，使其分子链更加均匀分布，硅橡胶胶料的结构也变得更加紧密。这些结构变化直接影响了硅橡胶的物理性能和工程应用，表明活性SiO2补强是一种可行有效的硅橡胶改性方法。5.讨论

5.1活性SiO2的影响

活性SiO2的亲水性和表面活性较强，可以提高硅橡胶与其之间的相容性，使得硅橡胶的分子链更容易包裹活性SiO2，这大大提高了活性SiO2在硅橡胶中的分散性。此外，活性SiO2表面含有大量的羟基和氧族元素，可以与硅橡胶分子链形成良好的化学键，提高硅橡胶的力学性能和耐热性能。

5.2硅橡胶结构的变化

活性SiO2补强对硅橡胶的结构也产生了显著影响，使得硅橡胶的分子链更趋于均一分布，硅橡胶胶料的结构也变得更加致密。这一结构变化可以通过XRD和SEM图像来观察到。XRD图谱的峰位变得更加宽化，振幅减小，表明硅橡胶的晶度降低，这可能是由于活性SiO2的添加使硅橡胶的分子链更趋于均一分布。SEM图像也显示，在添加活性SiO2后，活性SiO2更容易与硅橡胶结合，分散性增加，硅橡胶结构更加致密。

6.结论

本研究使用活性SiO2作为补强剂对硅橡胶进行改性，通过对硅橡胶的拉伸性能、热失重、XRD和SEM分析硅橡胶胶料的物理性质和结构。实验结果表明，添加活性SiO2可以明显提高硅橡胶的力学性能和耐热性能，同时对硅橡胶的结构也有显著影响，使其分子链更加均匀分布，硅橡胶胶料的结构也变得更加紧