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《北京化工大学》 2017年
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碳酸钙在液体硅橡胶中的分散方法研究

李冈效  
【摘要】:碳酸钙作为增量、半补强性填料在室温硫化硅橡胶中(RTV硅橡胶)被广泛使用,填料在硅橡胶中的分散均匀程度与产品性能息息相关,所以掌握并提高填料在橡胶基体中的分散程度意义重大。目前为改善碳酸钙在橡胶基体中的分散情况,提高橡胶材料综合性能,最广泛采用的方法是用硬脂酸对碳酸钙进行表面改性,但硬脂酸与硅橡胶的溶解度参数相差较大,两者的相容性不好,对硅橡胶的性能提升有限。为此本论文合成了端羧基硅油,并将其作为分散剂应用到碳酸钙填充的RTV硅橡胶中。论文第一部分选用四种不同厂家生产的碳酸钙,在相同工艺条件下制备了四种相同填充份数的RTV硅橡胶。使用电子显微镜对碳酸钙在硅橡胶中的分散状态进行初步表征,并进一步分析了碳酸钙粒径、表面形貌及表面改性剂含量对碳酸钙在硅橡胶中分散状态的影响规律。使用旋转流变仪的应变、频率与温度扫描测试了硅橡胶基料的流变性能,发现应变扫描与温度扫描都能较好的反应出填料的分散状态。计算了样品的分散指数对其分散状态进行定量评价,总结了评价碳酸钙分散状态的技术指标。论文第二部分选用两种不同分子量的端含氢硅油,经硅氢加成及水解两步反应,合成了两种不同分子量的端羧基硅油。羧基硅油含有的羧基与碳酸钙表面的钙离子及羟基具有反应活性,而且与硅橡胶具有较好的相容性。将合成的羧基硅油作为分散剂添加到纳米碳酸钙填充的液体硅橡胶中,制备了不同羧基硅油含量的单组分室温硫化硅橡胶,并探究了羧基硅油对硅橡胶流变性能及力学性能的影响。结果表明:羧基硅油能够有效降低填料网络结构的形成,改善碳酸钙在硅橡胶中的分散均匀程度;添加羧基硅油后能够提高硅橡胶的拉伸强度、断裂伸长率和硬度,其中拉伸强度可以提高20%以上;羧基硅油对硬脂酸改性碳酸钙填充硅橡胶的拉伸强度提升不大,在其中起到了增塑剂的作用。用温度扫描对羧基硅油对RTV硅橡胶基料样品的存储稳定性进行研究,发现添加羧基硅油的样品在60℃前拥有更好的储存稳定性,低分子量羧基硅油对于提高储存稳定性有着更好的使用效果。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ333.93;TQ132.32

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