关于硅橡胶读书报告..docVIP

关 于 硅 橡 胶 读 书 报 告 班 级： n1011023 姓 名： 季 康 学 号： n101102304 1.1 引言 自从 20 世纪 80 年代德国学者 Gleitert 提出“纳米复合材料”之后，纳米复合材料便被认为是 21 世纪最有前途的材料之一。纳米材料在磁性、热阻、化学活性等方面呈现出了优异特性，因此将纳米材料用于制备功能性纳米复合材料的前景十分光明。在橡胶工业中，橡胶材料纳米复合技术研究对橡胶材料功能化同样具有重要的意义和广阔的应用前景。在众多高性能橡胶中，硅橡胶（Silicone Rubber，SR）在航空、宇航、电子电气、汽车、医疗卫生等领域有着无可比拟的地位。它是以高键能的 Si-O 为主链，以有机基团为侧基的线性分子，既具有有机高分子的柔顺性，也具有无机材料的耐热性，是一种典型的半有机半无机聚合物。由于 SR 在不加任何填料下，机械性能、电学性能、阻燃性能等方面较差，因此，填料在 SR 的应用中扮演重要的角色。传统的增强填料以白炭黑为主，它能够显著的提高橡胶的强度。同时，其它的一些功能性填料也应用到橡胶复合材料的研究领域中，它们赋予了 SR 阻燃、低渗透率、导电等众多性能。近年来，二氧化硅纳米管（Silica Nanotubes，SNTs）在生物医学、环境工程、复合材料等领域有着深入的研究，它独特的中空管状结构、形貌可控性以及内外表面的可修饰性也有望在橡胶复合材料中有着突出的表现。本论文将在 SNTs 的制备与功能化处理、SNTs/SR 复合材料的制备-性能上进行研究，研究 SNTs 的形成机理及影响因素，SNTs 的修饰剂种类、制备工艺、添加份数对 SNTs/SR 机械性能、电绝缘性能、介电性能等性能的影响。 1.2 硅橡胶简介 橡胶是重要的高分子材料，通常人们把橡胶定义为：在较小的外力作用下可以发生大形变，撤去外力后形变又可以恢复，在环境温度下能呈现出高弹性的聚合物称为橡胶。美国材料试验协会颁布的 ASTM D1566—07a 标准对橡胶作了如下规定：“20～27℃下、1 min 可拉伸两倍的试样，当外力除去后 1min 内至少回缩到原长的 1.5 倍以下者或者在使用条件下，具有 106~107 Pa 的杨氏模量者称为橡胶”。橡胶按其来源分为合成橡胶和天然橡胶，其中 SR 作为一种特种橡胶，属于合成橡胶。SR 以硅原子和氧原子交替排列为主链的结构使其具有比一般的有机高聚物高得多的热稳定性。尽管 SR 在室温下的力学性能与其它材料差异不大，但其在高低温下表现出卓越的物理、力学性能，在 60～250℃之间多次交变，其性能仍不受影响，有的甚至能在-100℃下正常使用；和普通橡胶相比，SR 具有以下优点：具有耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异性能。 1.2.1 硅橡胶的分子结构 SR 生胶，是以 Si-O 交替为主链的线性聚硅氧烷，其侧基为有机基团的线型半无机高分子，其一般结构式如图 1-1 所示： SR 生胶的分子骨架是由键能很高的 Si-O-Si 键（Si-O 键键能为 451 kJ/mol）构成，并且连在 Si 原子上的侧基构成的 Si-C 键键能（Si-C 键键能为 324 kJ/mol）也很高。其独特的分子结构同时也具有如下特点：Si 原子上充足的甲基可将高能量的 SR 分子主链屏蔽起来；同时 Si-O 键键长较长，Si-O-Si 键键角大；Si-O 键是具有 50％离子键特征的共价键（共价键具有方向性，离子键无方向性)。上述分子结构特点赋予了 SR 诸如耐热性、耐寒性、耐候性等优异特性。 1.2.2 硅橡胶的种类 1.2.2.1按照硫化方式与硫化温度的不同分类根据硫化方法与硫化温度的不同，SR 分为高温硫化型（HTV 型）和室温硫化型（RTV 型）两大类。 HTV 型为高分子量（分子量一般在 50～80 万）的固体橡胶。它是 SR 生胶配合以补强填料、交联剂等添加剂，采用与普通橡胶相似的成型硫化工艺，在高温下（一般在 150～200℃）交联而成的橡胶。 RTV 型是低分子量（分子量一般在 1～8 万）的有活性端基或侧基的液体橡胶。其胶料由基胶（生胶）、补强填料、交联剂和催化剂等添加剂在室温下硫化而成。现在，室温硫化 SR 在粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封材料等行业得到了广泛的应用，其产量已超过了高温硫化 SR。 1.2.2.2 按照主链侧基取代基的不同分类热硫化 SR 生胶的基本结构是用各种取代基改性的聚二甲基硅氧烷，其端基可为羟基、甲基、乙烯基等。另外，根据侧基