硅橡胶三元乙丙橡胶共混体系的研究进展

硅橡胶三元乙丙橡胶共混体系的研究进展

橡胶是一种重要的特殊合成橡胶品种之一。与一般的有机橡胶相比,硅橡胶兼具高键能和高柔顺性,具有优异的耐热、耐候、耐老化性和电气性,低压缩永久变形性,在航空航天、电子电气工业等领域得到广泛的应用,需求量也稳步增长。目前,国内外使用的合成绝缘子绝大多数都是采用硅橡胶伞裙。随着工业化水平的不断提高,人们对硅橡胶的要求也越来越高,传统的硅橡胶产品难以满足人们的要求,尤其在机械性、阻燃性、抗老化性等方面;因此,对硅橡胶进行改性刻不容缓。本文主要综述了用三元乙丙橡胶、氟橡胶、橡胶型乙烯-乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、聚氨酯改性的硅橡胶。1胶与epd的共混胶硅橡胶与三元乙丙橡胶(EPDM)的共混是目前最常见的硅橡胶/有机橡胶共混体系。EPDM因具有非常好的耐候性和耐臭氧性而被誉为“无裂纹橡胶”。近年来,随着汽车工业的快速发展,对其制作材料的要求也越来越高。在要求耐高、低温的汽车配件中,硅橡胶与EPDM的共混胶因兼具两种橡胶的优点,且成本较低、使用温度宽、力学性能优异,显示出非常好的应用前景。张卫英等人为了充分利用废硅橡胶资源,用六亚甲基四胺与氯化铁/氯化亚铁的混合物对废硅橡胶进行活化改性,并将活化改性后的废硅橡胶与EPDM共混。当EPDM/活化改性废硅橡胶的共混质量比为90/10时,共混物的拉伸强度为14.27MPa、扯断伸长率为550%。雷卫华等人研究了硅橡胶/三元乙丙橡胶/丁基橡胶三元胶的共混性能,发现在硅橡胶/三元乙丙橡胶中添加丁基橡胶,能显著提高共混胶的力学性能(见图1)。与不添加丁基橡胶的硅橡胶/三元乙丙橡胶共混物相比,当丁基橡胶的用量为10份时,三元共混胶的拉伸强度提高了26%,扯断伸长率提高了59%;当丁基橡胶的用量为20份时,三元共混胶的拉伸强度达到最大,为7.6MPa。2对聚合物的可混添加四氟乙烯/丙烯/偏二氟乙烯的三元共聚氟橡胶作为特种聚合材料已广泛应用于电缆、软管、电子显像管等产品中。但此种氟橡胶在低温下的阻抗能力较低,大大限制了其应用领域。通过与其它聚合物共混来增加其低温阻抗能力的方法已受到广泛的关注,如将氟橡胶和硅橡胶共混,可作为绝缘材料用于高温电缆。A.Ghosh等人将分别经过氧化物硫化的硅橡胶和氟橡胶共混。发现在不同的温度下,共混物的介质损耗因数随氟橡胶浓度的增加而增大;硅橡胶/氟橡胶的质量比为75/25的共混物中,由于均匀分散着氟橡胶微粒,共混物的介电常数提高了46.5%。3国家火胶evm共混聚合物乙烯-乙酸乙烯酯共聚物按乙酸乙烯酯(VA)质量分数的不同,可分橡胶型(EVM,不结晶)和塑料型(EVA,结晶)。共聚物具有优异的耐热、耐臭氧和耐候性及一定的耐油性。目前,对EVA与橡胶的共混研究较多,但EVA需经高温混炼,加工较困难。德国拜尔公司开发的EVM克服了EVA的上述缺点,与硅橡胶的共混物有着广阔的应用前景。张祥福等人采用VA质量分数为60%的EVM与硅橡胶共混,发现当EVM用量较小时,共混物的拉伸强度和撕裂强度变化不大;当EVM的质量分数在50%以上时,共混物的拉伸强度和撕裂强度分别提高了15%和38%。一般而言,在两相用量相当时,粘度较低的硅橡胶易形成连续相,因此共混物的强度主要受硅橡胶的影响。研究还发现,采用过氧化二异丙苯(DCP)硫化的硅橡胶/EVM共混物的性能优于采用2,4-二氯过氧化苯甲酰硫化的共混物;随着DCP用量的增加,共混物硫化胶的扯伸强度和撕裂强度稍有减小,扯断伸长率和扯断永久变形呈明显的下降趋势。4温升双程复合改性acm丙烯酸酯(ACM)由丙烯酸烷酯与活性单体共聚而成,主链由饱和的CC键构成;因而丙烯酸酯的耐热性和耐臭氧性能非常好。将其与硅橡胶共混,可使两者的性能互补,得到性能优良的共混胶。经典的ACM大都是采用多元胺硫化,无法与硅橡胶在同一硫化体系中共硫化。过氧化物硫化型ACM的出现,使硅橡胶共混改性ACM成为可能。在硅橡胶/ACM共混过程中可以采用白炭黑对共混胶进行补强,气相法白炭黑的补强效果好于沉淀法白炭黑。补强填料的加入量取决于其对共混胶的强度和耐油性两方面的影响。研究发现,随着白炭黑填充量的增加,共混胶的耐油性提高。填料加入顺序对共混胶的性能有明显影响。采用先将ACM与硅橡胶共混,再加入50份沉淀法白炭黑的加料方式,其共混物的性能明显好于采用其它加料方式得到的共混胶。这是由于ACM与硅橡胶共混后,胶料不粘辊,辊温基本恒定,加工起来相对容易,补强填料分散较均匀,因而共混胶的性能较好。5聚氨酯胶料的制备聚氨酯(PU)属非烃类极性橡胶,具有杰出的耐磨性,广泛用作采矿、机械等行业的橡胶制品。但PU的分子结构中含有大量的异氰酸基、羟基和脲基等强极性基团,使胶料的表面能相对较大,摩擦系数偏高,生热大,且耐热性差;因此,PU制品的使用寿命较短。为此,需要对PU进行改性。硅橡胶具有表面能较低、耐热性较好的特点。在PU中加入少量(约20%)的硅橡胶,PU的摩擦阻力可降低25%,拉伸强度和扯断伸长率分别提高40%和50%,动态疲劳性能和热稳定性能显著改善。由于PU是强极性橡胶,硅橡胶是非极性橡胶,两者的相容性差;因此,当硅橡胶的用量较大时,为提高它们之间的相容性,通常需制成互穿聚合物网络结构。6增加聚硅氧烷的共混材料的制备方法当前,世界硅橡胶技术向着高性能、多功能和复合化的方向发展。通过配合技术的进步和添加新的助剂,改变交联方式及共聚、共混等改性技术实现有机聚合物与硅橡胶的复合,是当前硅橡胶共混技术发展的重要发展方向。可根据需要通过下列几种途径制备出综合性能更好的共混材料,以满足不同场合,特别是高科技发展的需要。变换聚硅氧烷的分子结构(如变换分子的大小、形状、交联密度等);改变结合在硅原子上的有机基团(如烷基、苯基、乙烯基、氢基、聚醚基等);选择不同的硫化方法(如过氧化物硫化、脱氢反应、脱水反应、加成反应、脱醇反应、紫外光固