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灌封用有机硅橡胶的制备与表征

赵翠峰  
【摘要】: 硅橡胶可在-60℃~200℃长期保持弹性,并具有优良的电性能和化学稳定性能、耐湿耐水、耐臭氧、耐候及不产生有害气体等,用其灌封电子元器件后,可以起到防潮、防腐蚀、防震、防尘的作用,提高使用性能和稳定参数。本文通过对加成型和缩合型两种类型的室温硫化硅橡胶进行对比表明加成型硅橡胶具有明显优势,并制备了强度大于5MPa,电性能良好的适于灌封的加成型硅橡胶。 第一章简单回顾了近年来灌封材料的研究进展。首先概述了灌封材料的类型及发展方向。其次分别按照加成型和缩合型的分类总结了硅橡胶各自的硫化机理、主要成分、成分的种类及制备方法,并介绍了常用的补强和半补强填料的种类,以及白炭黑的表面处理方法和补强机理。最后讨论了交联体系和填料等影响加成型硅橡胶的因素。 第二章主要总结了所采用实验方法和测试方法。通过阴离子聚合制备了基础聚合物和集中交联剂,采用阳离子聚合制备了交联剂,制得了铂的异丙醇配合物、铂的四氢呋喃配合物和铂的二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物三种加成型铂配合物催化剂和一种缩合型钛螯合物催化剂,并优化了配方工艺制备得到室温硫化硅橡胶。介绍了聚硅氧烷的黏度、乙烯基含量、硅橡胶的抗张强度、伸长率、撕裂强度等机械性能和电阻率、介电常数等电学性能的分析测试方法。 第三章讨论总结了影响基础聚合物和缩合型硅橡胶性能的各种工艺因素。实验结果表明:以氢氧化钾为催化剂比以氢氧化锂为催化剂制得的聚硅氧烷黏度要大,黏度随反应时间增长而增大。封端剂水的用量也对产物的黏度产生影响,在相同情况下,封端剂水用量减少产物黏度增大。硅橡胶的硫化以二月桂酸二丁基锡为催化剂效果最好,过多或过少的催化剂会损害产物的部分力学和电学性能。随着基础胶黏度的升高,硅橡胶的机械性能下降,增加填料用量,硅橡胶的机械性能提高,但是电性能下降,添加半补强填料可以改善某些特定性能。 第四章分析讨论了影响加成型硅橡胶性能的各种工艺因素,并以正交试验的优化条件制备了高强度硅橡胶。在三种铂配合物催化剂中,铂的二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物活性最高。文中考察了催化剂用量、基础胶黏度、交联剂类型和填料等对硅橡胶性能的影响。实验发现,在填料用量一定的情况下,硅橡胶的介电性能基本不变,填料用量增加,介电性能下降。催化剂用量增加,机械性能下降。基础胶黏度为5Pa·s时,制得了综合性能较优的硅橡胶。填料的添加能明显提高硅橡胶的机械性能,但用量过多反而会阻碍交联,导致机械性能下降。A值(SiH/SiVi的摩尔比)为1时,电性能最佳,A值大于1时,机械性能较好。加成型硅橡胶具有稳定的介电常数和较低的损耗因子,并可以通过集中交联获得高强度硅橡胶。但加成型硅橡胶的伸长率不及缩合型硅橡胶的伸长率。 第五章总结了全文的研究结果,并得出研究结论。


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