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DMC/MVQ绝缘复合材料的制备及性能表征

田磊  
【摘要】:高分子材料的功能化研究是近年来高分子材料理论与应用研究领域的热点,具有十分重要的意义。纤维增强橡胶基复合材料能大幅度提高材料的性能,同时橡胶本身具有很好的绝缘性能。而硅橡胶是所有橡胶中耐热性能最好的,并且具有优异的绝缘性能,但是,纯的硅橡胶力学性能很差,针对硅橡胶力学性能差的特点,本文以硅橡胶(MVQ)为基相,以团状模塑料(短切玻璃纤维和填料的混合物,Dough moulding compound,DMC)为增强相,以丁苯橡胶(SBR)为相容剂来制备DMC/MVQ绝缘复合材料。通过测定试样的拉伸强度、扯断伸长率、氧指数和体积电阻率,分别研究了DMC和SBR的用量对MVQ性能的影响,同时也研究了混合方式和硫化条件对复合材料性能的影响。通过测试硫化胶的力学性能和氧指数研究了复合材料的最佳硫化条件。通过测试体积电阻率研究了复合材料的电绝缘性能,结果表明:填料白炭黑和DMC共同补强MVQ要比白炭黑单独补强MVQ的性能要好,通过SBR和MVQ共混制得的并用胶性能要比纯MVQ的性能好,其最佳配比为DMC60phr,SBR25phr,MVQ75phr;其最佳的混炼方式采用,分别将MVQ和SBR进行混炼,最后加入硫化剂和促进剂制得混炼胶片;最佳硫化条件为:硫化温度180℃;硫化压力1.2MPa;硫化时间15min;制备的复合材料的体积电阻率都在1.5×10~(12) m以上,复合材料的绝缘性能良好;通过扫描电镜(SEM)分析、动态热机械分析(DMA)、偏光显微镜和红外光谱(IR)分析,研究了复合材料的相容性及交联结构,分别证明了DMC/MVQ复合材料的相容性好于没有加入DMC的相容性,DMC中少量的不饱和聚酯与橡胶生成了-CO-和-C-O-C-交联键。DMC中的纤维与橡胶基相形成了物理缠结,在复合材料中起骨架增强作用,而少量的不饱和聚酯与橡胶交联,并与橡胶共同承担复合材料的基相。DMC的加入改善了DMC/MVQ绝缘复合材料的相容性,增大的相界面积和界面作用力束缚了橡胶基相分子链段的运动,提高了DMC/MVQ绝缘复合材料的性能。


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