低苯基硅橡胶的耐热性能研究

低苯基硅橡胶的耐热性能研究 S tu dy o n th e T h e rm a l S tab ility o f P h en y l S ilico n e R u b b e r 苏正涛 刘君 孔毅 张峥尹艳玲 () 北京航空材料研究院 Su Zh en g tao L iu J u n Ko n g Y i Zh an g Zh en g Y in Y an lin g ( ), In st itu te o f A e ro n au t ica l M a te r ia lsB e ijin g [ 摘 要 ] 讨论了多种氧化铁类金属氧化物对提高低苯基硅橡胶耐热性的作用。实验结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明, 铁锡氧化 物的复合物对提高低苯基硅橡胶耐热性的效果最好, 热失重分析说明添加铁锡氧化物的复合物试样的外延 起始热分解温度比空白样提高了7 0 ?。 关 键 词 低苯基硅橡胶 耐热 热失重 [A bstrac t ] T h e th e rm a l stab ility o f p h eny l silico ne rubbe r w ith va r io u s m e ta l o x ide s a s stab ilize r 2 5 0 ?×7 2 , 3 0 0 ?×5 0 3 0 0 ?×9 6 1 h a s been inve st iga ted by h ea t ag ing in a ir a t h h and h T h e re su lt s show th a t com p lex o f fe r r ic o x ide and stann ic o x ide im p ro ve s th e th e rm a l stab ility o f p h eny l silico ne 3 8 0 ? ?14 5 0 rubbe r and inc rea se s th e rm a l deg rada t io n tem p e ra tu re f rom to Keywords p h en y l silico n e ru b b e r th e rm a l stab ility F e2O 3 ƒSnO 2 T G 低 苯 基 硅 橡 胶 是 在 甲 基 乙 烯 基 硅 橡 胶 中 引 入 了 ; 其他金属氧化物, 自制。华北特种试剂中心 1 1 2 性 能 测 试 比为5 %, 1 0 % 的甲基苯基硅氧烷单元或二苯基 ƒP h S i 硅氧烷单元。正是由于引入了体积较大的苯基, 破坏了 按 ƒƒ测量硅橡胶硫化胶试样的 5 2 8 , 5 3 1 GB T GB T 物理力学性能; 按 测量其热空气老化性能。3 5 1 2 聚二甲基硅氧烷分子链的规整性, 极大地降低了聚合物 GB 1 1 3 热 失 重 试 验 的结晶温度和结晶速度, 因而低苯基硅橡胶具有优异的 热失重试验在 1 1 热失重分析仪上 5 D upo n t T GA V 低温性能, 其长期使用温度的下限可达- 8 5 ?, 短期可 1 , 3 进行, 直接从二段硫化后的硫化胶试样上取样, 温度范 达- 1 1 0 ?, 是具有最好耐寒性的弹性体。低苯基硅 橡胶是在5 0 年代初期由美国 公司 首 先 DOW CO RN IN G 研制成功的, 前苏联也在1 9 7 0 年生产出 28 0 3 和 СКТФВ围: 室温, 6 0 0 ?, 气氛: 空气, 升温速率: 1 0 ?。 ƒm in22 28 0 3 两个牌号的低苯基硅橡胶, 我国则在8 0 年 СКТФВ 代由吉林化学工业公司和上海树脂厂先后中试成功低 2 结 果 与 讨 论1 苯基硅橡胶 1 2 0 21。韩淑玉和李星兰等对 国 产 低 苯 基 硅橡胶的基本性能和应用进行了考察和研究, 说明国产 2 1 1 低 苯 基 硅 橡 胶 的 耐 热 性 能 低苯基硅橡胶的性能并不逊于进口低苯基硅橡胶的性 低 苯 基 硅 橡 胶 硫 化 胶 的 耐 热 性 能 主 要 取 决 于 生 能。本文研究了多种氧化铁类金属氧化物对提高低苯基 胶, 不同的配合对其耐热性具有较大的影响, 但要想进 硅橡胶耐热性能的作用。 一步提高其耐热性能, 通过筛选添加优秀的耐热添加剂 是比较简单和经济的办法。氧化铁类金属氧化物作为低 苯基硅橡胶的耐热添加剂是很优秀的, 为此我们对一系 列的该类金属氧化物进行了对比研究, 表1 列出了部分 实验结果。 1 实 验从表1 可以看出, 与空白试样对照, 经2 5 0 ?×4 h 1 1 1 主 要 原 料 低苯基硅橡胶1 2 0 21 , 上海树脂厂产品; 气相白炭、与空白样 相比其力学性能 2 22 4 2 0 二段处理后,H H H 黑 23 8 0 , 沈阳2永新化工公司产品; 硅氮烷, 济南石油 ,而 、比空白试样的拉伸强度和伸长率都 相近2 12 3 A H H 化 工四厂产品; 2 , 5 2二甲基22 , 5 2二叔丁基过氧已烷 有明显下降。这可能是由于铁锡氧化物的复合物及由硝 表 1 耐 热 添 加 剂 对 硫 化 胶 耐 热 性 的 作 用 1 T ab le E ffec t o f stab ilize r s o n th e th e rm a lstab ility o f vu lcan iza te s 250?×4h 250?×72300?×50300?×96h h h ( )二段处理 Ρ Ε Ρ Ε Ρ Ε Ρ Ε H H H H 189 350 64 123 200 68 - - 94 - - - 2087H 218105 280 62 6165 220 63 5144 160 66 3174 100 71 H 229105 340 62 6177 230 65 5182 170 67 4193 130 71 H 8132 310 63 6160 220 64 5160 170 67 4109 110 72 23H 9101 7154 5184 5131 24H 340 62 250 63 170 67 140 70 ( ) Ρ 2拉伸强度ƒM P a Ε 2扯断伸长率ƒ% 2 硬度 邵尔型ƒ度 H A —空白试样; 21—填加由商品氧化铁黑煅烧制备的 2试样; 22- 填加由硝酸铁和硫酸 20H H ΧF e2O 3H 亚铁制备的 2试样; 23—填加由硝酸铁制备的 2试样; 24—填加铁锡氧化物的复合物试样ΧF e2O 3H ΑF e2O 3H 3 0 0 ?×5 0 热空气老化后, 空白试样变硬变脆, , 切线与基线交点所对应的失重速率极大值处作切线h 而添加金属氧化物添加剂的试样仍具有较好的力学性 度。从图1 和表2 可以看出, 在3 0 0, 6 0 0 ?之间, 每个能, 其中 、稍好一点。3 0 0 ?×9 6 热空气老化2 22 4 h H H 样都有几次明显的热失重。初始阶段的热失重越缓 伸长 比其它试样好, 其拉伸强度为5 1 3 1, 2 4 后,外延起始分解温度越高, 硫化胶的耐热性越好。添加H M P a 率为1 4 0 % 。的外延起始分解温度明 锡氧化物的复合物试样 2 4 H 2 1 2 低 苯 基 硅 橡 胶 的 热 失 重 分 析 高于其它试样, 2 4 试样的耐热空气老化性能也明显 H 图 1 是 低 苯 硅 橡 胶 试 样 的 热 失 重 曲 线。表 2 是 试 样 于其它试样, 热失重结果与热空气老化结果一致。通的外延起始分解温度。外延起始分解温度是从第一个热 氧化铁和氧化锡的复合协同作用, 进一步提高了低苯 硅橡胶的耐热性能。 表 2 各 个 试 样 的 外 延 起 始 分 解 温 度 2 T ab le T h e rm a l deg rada t io n tem p e ra tu re o f sam p le s 20 21 22 23 24 H H H H H 外延起始分解温度ƒ?380 399 438 416 450 3 结 论 ( ) 1 加入铁锡氧化物的复合物可以有效地提高 苯 基 硅 橡 胶 耐 热 性 能, 试 样 经 2 5 0 ?× 7 2 、3 0 0 ? h 5 0 、 3 0 0 ?×5 0 老化后仍保持较高的力学性能。 hh ( ) 2 热失重分析结果说明添加铁锡氧化物的复 物试样的外延起始热分解温度比空白样提高了7 0 ? 图1 试样的热失重曲线 参 考 文 献1 - 2 0 ; 2 - 2 1 ; 3 - 2 3 ; 4 - 2 4 ; H H H H 5 - H 2 2 1 韩淑玉, 雷育民1 国产苯基硅橡胶的研究. 特种橡胶制 . 1 F igT G cu rve s o f sam p le s ( 下转第1 2 ?8? ( ) ( ) ( )图6 热循环试验后陶瓷层表面 和内表面 的相结构 a b XRD ( ). 6 F igP h a se st ruc tu re o n su rface and inne r su rface o f ce ram ic laye r af te r th e rm a l cyc ling te st XRD 1 1 , 5 , 2 7 0 , 1 2 3 , 1 9 9 3U S P a ten t N um be r 结 论3 3 Bo r is A , M o vch an 1 U 1 K 1 P GB 2 2 5 2 5 6 7A , 1 9 9 2 11 1 , 4 Sh r ik an t V Jo sh i M P S r iva stava Su rface and Co a t ing s ( ) 1 以作底涂层, 部分稳定的 M C rA lY Y 2O 3 Z rO 2, 1 9 9 3 , 5 6 : 2 1 5 2 2 42T ech no lo gy Ю 作为面涂层的 涂层有较好的抗热循环氧化性能。TBC 黄勇, 崔国文1 相图和相变 [] 1 北京: 清华大学出版社,M ( ) 2 在高温循环氧化试验中陶瓷涂层的柱状晶结 5 1 9 9 3 构对提高 涂层与基体金属结合力起重要作用。TBC ( ) 3 利 用 部 分 稳 定 制 备 的 涂 层 在Y 2O 3 Z rO 2 YSZ 1 11111 1 1 , 1 9 5 2 ,, , P S Dww e r F H B row n F O de ll C e ram So c 6 3 0 0 次热循环试验后, 表面出现局部烧结和微裂纹, 但 ( ) 3 5 5 : 1 0 9 仍为 相结构, 没有出现容易引起体积效应的 , 有相C M 效地延缓了工件表面老化和开裂。 21 1 22 6 1 9 9 8 收稿日期: 修订日期: 1 9 9 9 20 2 22 5 参 考 文 献作者简介: 陈孟成, 男, 1 9 4 2 生, 高级工程师, 长期从事 ( 金属腐蚀与防护研究工作。联系地址: 北京市8 1 信箱5 分箱 邮1 1 1 ,S P a ten t E dw a rd H , Go ldm an , R am gop a l D a ro lia. U )编1 0 0 0 9 5 5 , 3 1 6 , 8 6 6 , 1 9 9 3N um be r ?2 T 1M 1 Po llo ck 1 W a lsto n W S , E W Ro ss , K S O ’H a ra , 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 ( ) 22 1 3 : 1 6 ( ) 上接第8 页 ( )19811 3 2 渡道纯一郎, 最近的型硅橡胶. 日本橡胶协会志, 稿件收到日期: 1 9 9 8 21 1 22 8 M illab le 修改稿收到日期: 1 9 9 9 20 1 22 6 ( )1 9 8 9 , 6 2 1 2 苏正涛, 男1 9 7 0 年3 月生, 博士, 工程师, 联系地址: 北 硅氧烷弹性体的化学结构对其热氧化稳定性的影响, 橡胶 3 ( )京8 1 信箱7 0 分箱 1 0 0 0 9 5 ( ) 参考资料, 1 9 8 0 韩淑玉 译自 11 1 1 9 7 9 1 : 2 4 23 1K N P