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影响MQ硅树脂补强的因素

来源:MQ树脂制备、应用研究 日期:2012年12月14日 13:01

      MQ树脂作为补强材料既可以单独使用,也可以和其他补强材料混合使用,影响MQ树脂补强的因素包括:M/Q比值、官能团种类等,M/Q比值决定了MQ树脂与硅橡胶中的相容性,而官能团种类则影响了MQ树脂与硅橡胶之间化学键的强度,进而影响硅橡胶的力学性能。

 

      A) M/Q比值的影响

      MQ硅树脂在硅橡胶中有不同的分散状态。MQ硅树脂的分散程度随M/Q的变化而明显变化。当M/Q比值为1.0时,MQ硅树脂和橡胶是完全相容的,看不到两者之间存在的微观相分离结构。M/Q为0.8时,MQ硅树脂和橡胶出现很明显的微相分离,橡胶为连续相,MQ硅树脂为分散相,其中,分散相的尺寸很小(约为5nm)且比较均匀;当M/Q为0.6时,分散相的尺寸明显增加,而且很不均匀,分散相的尺寸约为50nm。要取得良好的增强效果,适当的相分离是必需的,所以一般M/Q比值选择0.8较好。

 

    B) 官能团种类的影响

      对于缩合型硅橡胶,硅羟基决定了硅树脂和硅橡胶之间的化学结合程度,随着硅羟基的增加,两者的化学结合程度增强,而相容性减弱,适当的羟基质量分数可获得较好的增强效果。而对于加成型室温硫化硅橡胶,含有乙烯基的MQ硅树脂具有很好的相容性和分散性,MQ树脂分子量小,密集的乙烯基可与交联剂发生硅氢加成反应而产生交联,从而与硅橡胶产生牢固的化学结合,提高硅橡胶的力学强度。

 

      C)MQ树脂用量的影响

      树脂用量对补强作用的影啊,不同的文献报道不尽相同,但总体而言树脂的用量达到一定的程度才具有一定的补强效果。MQ树脂增强原因可解释如下:随着乙烯基MQ硅树脂用量的增加,硅橡胶的交联密度变大,交联趋于完善,力学性能逐渐得到改善,但当交联密度过高时,力学性能反而下降。这是因为当材料受到外力时,可通过集中交联点将应力均匀地分散到众多的分子链上,使材料抵抗外力的能力增强,强度提高;但当交联密度过高时,交联点的分布很不均匀,在外力作用下,应力容易集中在少数网链上,从而导致橡胶扯断伸长率下降。因此加入适量的乙烯基MQ树脂,能形成集中交联网络,从而使硅橡胶具有较好的拉伸强度和扯断伸长率。戚云霞研究发现硅橡胶的补强效果随着树脂用量的增加,拉伸强度先增加后降低,硬度逐渐增大,断裂伸长率逐渐降低。树脂的用量为5%时,拉伸强度达到1.32MPa,邵尔A硬度为72.4,而未经补强的硅橡胶拉伸强度为0.51MPa,邵尔A硬度为39.2。魏朋以MQ树脂为补强材料,树脂用量为25份时,拉伸强度为0.37MPa,邵尔A硬度达到了34,断裂伸长率为68.9%。黄伟用MQ树脂增强加成型硅橡胶时,讨论了树脂的乙烯基含量和树脂用量对硅橡胶的力学性能的影响,拉伸强度随着乙烯基含量的增加先增加后降低,橡胶的强度随着树脂的用量超过一定程度后降低。王欣欣发现硅橡胶的拉伸强度随MQ树脂用量的增加而增加,当加入50份的MQ树脂时,拉伸强度增加到5.9MPa,邵尔A硬度达到了46。黄伟用MQ树脂增强缩合型硅橡胶时,讨论了树脂的用量、硅羟基的含量、树脂的MQ比值对硅橡胶的影响。M/Q为0.8,MQ树脂上残留Si-OH与M链节的比值(OH/M)0.07,且树脂用量为20份左右时,拉伸强度从原先未加MQ树脂的0.5MPa增加到3.5MPa,廖宏用MQ树脂增强缩合型室温硫化硅橡胶,发现当M/Q为0.8,OH/M为0.07,树脂用量为17份左右时,橡胶的力学性能最佳。

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