硅生膠是混煉膠的骨架材料
發(fā)布時(shí)間:2022-12-06 點(diǎn)擊次數(shù):342次硅生膠是混煉膠的骨架材料,不同品種生膠制得的混煉膠性能有很大差異。不同品種的混煉膠對(duì)生膠的要求也不同。決定生膠基本性能的是摩爾質(zhì)量、乙烯基含量和揮發(fā)分三個(gè)指標(biāo)。
摩爾質(zhì)量越高,硫化膠物理機(jī)械性能越好,但加工性、流動(dòng)性要下降,“吃粉”(填料混入生膠)速度變慢。在加工模壓混煉膠時(shí),一般選擇高摩爾質(zhì)量(>60萬(wàn))的生膠,而做擠出產(chǎn)品時(shí),為了改善擠出流動(dòng)性,摩爾質(zhì)量要稍低。
乙烯基含量的大小對(duì)混煉膠的綜合性能有很大影響。乙烯基含量0.1%?0.2%的混煉膠的性能和適應(yīng)性最好。在加工過(guò)程中,經(jīng)常采用不同分子量和不同乙烯基含量的生膠按一定比例搭配使用。硬度越高的產(chǎn)品,要求生膠的乙烯基含量也越高。
揮發(fā)分一般要求適中(1%?2%),揮發(fā)分太大,膠料易發(fā)黏,性能下降,而揮發(fā)分太小的膠料則“吃粉”困難。
補(bǔ)強(qiáng)填料:聚二甲基硅氧烷分子間的作用力很小,所以純硅生膠交聯(lián)后的彈性體的機(jī)械性能強(qiáng)度很低,幾乎沒(méi)有使用價(jià)值。同其它有機(jī)橡膠相比,在硅橡膠中補(bǔ)強(qiáng)填料對(duì)其力學(xué)性能的提高更為重要。硅橡膠的主要補(bǔ)強(qiáng)填料是白炭黑,白炭黑分為氣相法和沉淀法兩大類(lèi)。
氣相法(又稱(chēng)干法)白炭黑是以SiCl4為原料,在氫-氧氣流中于高溫下,經(jīng)燃燒而產(chǎn)生的顆粒極細(xì)的SiO2。沉淀法(又稱(chēng)濕法)白炭黑一般是以水玻璃(硅酸鈉水溶液)為原料,經(jīng)與鹽酸或硫酸反應(yīng)生成SiO2沉淀。
氣相法白炭黑粒子吸濕性小,表面吸附性強(qiáng),有很好的補(bǔ)強(qiáng)作用。用氣相法白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的膠料具有很好的透明度,機(jī)械性能、電性能和耐熱性也相當(dāng)好。但不足的是氣相法白炭黑價(jià)格較貴,加工時(shí)易飛揚(yáng),并容易引起粉塵靜電爆炸。
沉淀法白炭黑由于容易吸濕,補(bǔ)強(qiáng)效果較弱。由于含水量和硅羥基含量高,而且粒徑大,因此硫化膠強(qiáng)度稍低,電性能和耐熱性較差,擠出成型產(chǎn)品易產(chǎn)生氣泡。但用沉淀法補(bǔ)強(qiáng)的硫化膠回彈性、壓縮永久變形及加工性好,膠料不易結(jié)構(gòu)化,特別是價(jià)格便宜。
白炭黑對(duì)硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理方面的研究并不是十分透徹,白炭黑與硅橡膠分子主鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)較為相似從而使它們之間有較強(qiáng)的作用力可能是其中重要的原因之一。
結(jié)構(gòu)控制劑:原料中生膠與白炭黑混煉而成的膠料在存放過(guò)程中會(huì)慢慢變硬,逐步喪失加工性,這一現(xiàn)象被稱(chēng)為“結(jié)構(gòu)化”。因此需在膠料中加入結(jié)構(gòu)控制劑。結(jié)構(gòu)控制劑的作用是通過(guò)與白炭黑表面Si-OH基團(tuán)的作用,從而抑制白炭黑通過(guò)表面的Si-OH基團(tuán)形成氫鍵。
常用的結(jié)構(gòu)控制劑有二苯基硅二醇、二甲基二甲氧基硅烷、低摩爾質(zhì)量的羥基硅油、環(huán)硅氮烷、六甲基硅氮烷等,其中應(yīng)用最廣是低黏度羥基硅油。
硫化劑:硅橡膠的硫化主要有有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)硫化(過(guò)氧化型)和通過(guò)硅氫加成反應(yīng)的硫化(加成型)兩種。加成型所使用的硫化劑氯鉑酸,過(guò)氧化型硅橡膠的硫化劑為有機(jī)過(guò)氧化物,常用的過(guò)氧化物有過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化苯甲酰叔丁基、過(guò)氧化二異丙苯等。
其他:著色劑、耐熱添加劑、阻燃劑等
* 混煉膠的制備流程:
混煉膠的生產(chǎn)完全是一個(gè)物理混合過(guò)程,在生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)。以生膠為基膠、白碳黑(沉淀法或氣相法)為補(bǔ)強(qiáng)填料、硅油為結(jié)構(gòu)化控制劑、有機(jī)過(guò)氧化物為硫化劑,并根據(jù)客戶(hù)需求加入其他特定助劑(如染色劑、抗老劑等)混配制成的固體膠料。
具體工藝為將 110 生膠、白碳黑、結(jié)構(gòu)化控制劑、硫化劑以及其他助劑按比例加入到密煉機(jī)進(jìn)行密煉,再轉(zhuǎn)移到雙輥煉膠機(jī)中進(jìn)行開(kāi)煉,膠料混勻后過(guò)濾,秤量后包裝了