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提高硅橡膠耐熱性、阻燃性的方法
發(fā)布者:宏泰基  發(fā)布于:2021/7/30 8:47:23  點(diǎn)擊率:2743
    耐熱硅橡膠
    耐熱性是硅橡膠的顯著特性之一。其耐高溫性取決于硅橡膠生膠分子骨架是由鍵能很高的Si-O-Si鍵(鍵能為451kJ/mol)構(gòu)成,并且聯(lián)在Si原子側(cè)基上的Si-C鍵(鍵能為214kJ/mol)也很強(qiáng)。因此,硅橡膠在高低溫條件下具有高穩(wěn)定性,某些硅橡膠在-100~300℃環(huán)境中長(zhǎng)期使用。但是,硅橡膠不能滿足更高溫度的要求,在高溫環(huán)境下,硅橡膠生膠分子因?yàn)閭?cè)有機(jī)基團(tuán)氧化以及主鏈的熱重排降解而喪失物理力學(xué)性能。
    提高硅橡膠耐熱性的方法主要有以下幾種:
  (1)在硅橡膠分子側(cè)鏈引入特殊的基團(tuán)(如苯基)以阻止側(cè)基的氧化降解和主鏈的熱重排降解;
  (2)在硅橡膠分子主鏈上引入體積較大的鏈段(如亞苯基、環(huán)二硅氮烷、碳十硼烷基)以提高硫化膠的交聯(lián)鍵熱穩(wěn)定性;
  (3)在膠料配方體系中引入耐熱添加劑(如SnO2、Fe2O3等)以阻止主鏈環(huán)化降解和側(cè)鏈氧化交聯(lián)等。其中,在膠料配方體系中引入耐熱添加劑為目前最常用、有效的方法。
    阻燃硅橡膠
    硅橡膠閃點(diǎn)高達(dá)750℃,燃點(diǎn)450℃,其氧指數(shù)較其它以碳為主鏈的橡膠高。燃燒時(shí),熱釋放速率低,火焰?zhèn)鞑ヂ瑹o滴落,燃燒產(chǎn)物幾乎無毒、無腐蝕性,在表面上形成仍是阻燃性的陶瓷化碳硅層。盡管阻燃性優(yōu)異,但是硅橡膠仍存在缺陷,特別是其容易陰燃,存在潛在的燃燒危險(xiǎn)。在一些高溫、發(fā)熱、高電壓的特殊場(chǎng)合(如宇航、電子電氣及輸電線路等),對(duì)硅橡膠的阻燃性要求極高。
    提高硅橡膠阻燃性一般從以下幾個(gè)方面考慮:
  (1)促進(jìn)其形成阻隔作用的陶瓷化碳硅層;
  (2)促進(jìn)硅橡膠在高溫下的交聯(lián),形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu);
  (3)加入無機(jī)填料,充當(dāng)阻燃劑以降低燃燒時(shí)的表面溫度、提高導(dǎo)熱性或形成空氣阻隔層起到阻燃作用;
  (4)捕捉燃燒時(shí)生成的自由基,抑制和減緩燃燒;
  (5)防止解扣式降解,減少可燃性小分子的放出。
    常用的阻燃劑一般分為添加型阻燃材料和反應(yīng)型阻燃劑。前者只是以物理方式分散于基體中,不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);后者作為一種單體或輔助試劑參與法學(xué)反應(yīng)而成為硅橡膠結(jié)構(gòu)的一部分。
    采用熔融共混法制備的MMT/硅橡膠復(fù)合材料,其氧指數(shù)隨著MMT添加量的增加先是劇增后緩增。氫氧化鎂/硼酸鋅的混合阻燃體系同樣也可以提高硅橡膠的阻燃性并且增強(qiáng)燃燒后所形成的陶瓷層。

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