沒(méi)有(yǒu)進行過補強的矽橡膠強度不高,抗張強度要低於1兆帕(pà),伸長率隻有50%-80%左右(yòu)。為了增(zēng)強(qiáng)矽橡膠的抗張強度和伸長率,會采用填料來進行補(bǔ)強。補強(qiáng)性能填料的研(yán)究,可以讓橡皮的抗張強度(dù)由2.7~2.9兆帕達到98~12兆帕。
矽膠的構成組分(fèn)中有基礎較和填料,雖然(rán)說基礎膠在化學結構上有考(kǎo)慮到強度(dù)的問題,但(dàn)還是需要用填料來補強(qiáng)。
用來補強的填料主要是白炭黑。有三(sān)類品種: 沉澱法白炭黑、氣相白(bái)炭黑和表麵(miàn)處理白炭黑(用有機矽化合物或(huò)有機醇處理白炭黑表麵,或在白炭黑製造過(guò)程中(zhōng)即加入這些物質製成)等。每一種白炭黑有著各種的特(tè)點。
使用沉澱法白炭黑(hēi)的膠料,物理機械性能稍低,介(jiè)電性能,特別是受潮後的(de)介電性能較差,但成本較低;氣相(xiàng)白炭黑的膠料,物理機械性能和介電性能(néng)良好,耐水性優越,但膠料中必須同時采用專門的特殊助劑(結構控製劑)才能獲得良好(hǎo)的工藝(yì)性能;用表麵處理白炭黑的膠料,工藝性能良好,強度較高。
影響白炭黑補強效果(guǒ)的因素有:白炭(tàn)黑(hēi)粒徑大小、表麵結構、活性(羥基數目)以及它在橡膠(jiāo)中的(de)分散程度等(děng)。一般說(shuō)來,粒徑愈小、表麵積愈大、其補強性愈大,分散度愈高則補強性也愈大。當粒徑小於50毫米時,其(qí)補強性能 較高,稱為補強性填充劑。在矽橡膠中常用粒徑(jìng)為8~30毫微米,比表麵積為150~400米2/克的白炭黑為補強填料。
迄今為(wéi)止的很多研究(jiū),也不能(néng)完(wán)全(quán)解(jiě)釋白炭黑的(de)表麵結構、活性及其與補強作用的(de)關係等問(wèn)題。曾有資料報道:關於表(biǎo)麵活(huó)性增大而提(tí)高補強(qiáng)效(xiào)果(guǒ)的原(yuán)因,大概是通過建立(lì)某種鍵或形(xíng)成凝聚而使強度提高(gāo)的。硫化過的高強度矽橡膠不僅(jǐn)有分子間的(de)交聯(lián),而且形(xíng)成大量的(de)凝聚點,引起填充劑與橡膠界麵的某(mǒu)種交聯化(huà),該(gāi)部位比其餘橡(xiàng)膠部位的交(jiāo)聯度(dù)高。
假設一下,在(zài)無定形矽橡膠中分散的白炭黑,緊密地凝聚著周圍橡膠分子,白炭黑(hēi)的粒子起著一種微晶的作用。由此可見提(tí)高填充劑的分散度,讓橡膠分子中形成均(jun1)勻分散的白炭(tàn)黑粒子,有著重要的意義。因為填充劑微粒(lì)活性愈高分散性愈差,所以使用分散助劑和配合條(tiáo)件也是很重要的。
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