模具(jù)膠(jiāo)所具有的優異的耐熱(rè)性,使其能廣(guǎng)泛應用於高新技術領域(yù)。在今後對高溫模具膠材料的研(yán)究中,通過添加耐(nài)熱添加劑,降低和消(xiāo)除膠料中的酸、堿以阻止矽氧主鏈的降解反應及選擇合適的填料等途徑來實(shí)現在300℃以上也能長期使用的模具膠。

模具(jù)膠(jiāo)耐(nài)熱添加劑
加入金屬氧(yǎng)化物(過渡、稀(xī)土和堿土等)能提高模具膠的(de)耐熱性。其可能的機理是某些(xiē)具有(yǒu)氧化-還原作用的金屬氧化物,如:氧化鈰(CeO2)、氧化鐵紅(Fe2〇3)等,在一定的溫度範圍(wéi)內能夠吸收(shōu)模具膠中由(yóu)於氧化產生的(de)自(zì)由基,而且能在氧氣作用下再生0;還有些金屬化合物可能吸(xī)收了模(mó)具(jù)膠中某些能催化降解反應的微量酸(suān)或堿性物質,從而增(zēng)強模具(jù)膠的耐熱性M。
氧化鈰能提(tí)高工藝品模具矽膠(jiāo)的耐熱性(xìng),並能明顯改善其(qí)耐油性。這可(kě)能是由於稀土鈰(shì)特殊的電子結構(f電子層未充滿)使其容易形成配合物,所形成的配合(hé)物通過阻止模具膠分子的鏈(liàn)段運動,抑製了模具膠在溶劑中的(de)溶脹,從而提高了橡膠(jiāo)的耐油性afl。添加(jiā)納米CeO2和Fe2Og的模具膠與空白試樣(yàng)相比,氧化交聯反應溫度分別提高(gāo)了17.6°C和(hé)23°C,這說明CeO2和Fe2O3的加入都能(néng)明顯提高聚矽氧(yǎng)烷側基的氧化交聯反應溫度,從而提高模具膠的耐熱空氣老化性能&2。
三氧化二鋁(AI2O3)和(hé)氧化鋅(ZnO)均能提高工藝品模具矽膠的熱穩定性,並能降低其熱膨脹係數,可用於製作導熱模具膠墊片M。Y.M.Li等(děng)人通過矽氮烷和(hé)金屬鋰鹽與三氯化鐵(tiě)(FeCl;)在四氫呋喃溶(róng)液(yè)中(zhōng)的縮聚反應製備了含鐵聚矽氮烷(PSZI),並發現PSZI具有(yǒu)抗(kàng)氧劑和熱穩定劑的雙重功能,能明顯改善工藝品模具矽膠在300C下的熱氧老化性能M。V.P.Silva等人發現,填充10份TiO2的甲基模(mó)具膠具有良好的耐熱穩定性;隨著T1O2用(yòng)量的增(zēng)加,模具膠的熱(rè)分解溫度則(zé)會降低。
這可能是由於隨著TiOi用(yòng)量增加,會產生大量鈦醇基(Ti—OH),鈦醇基會加速交聯(lián)網絡的破壞,導致模(mó)具(jù)膠交聯密度降低15。用乙烯基三甲氧基矽烷(VTMS)對Fe^Og進行(háng)改性能明顯提高工藝(yì)品模具矽膠的耐老化性能(néng)。
這是因為VT-MS中的乙烯基能參與模(mó)具(jù)膠基體的交聯(lián)反應,使整個交聯網絡更為密實;另一方麵,經(jīng)VTMS改性的FqOg在模具膠基體中的分散(sàn)性進一(yī)步提高&3。二氧化錫(SnO2)能明(míng)顯提(tí)高注射成型矽膠的耐熱氧老化性能。XPS分析(xī)表明,熱空氣(qì)老化(huà)過(guò)程中Sn元素從高價(jià)態(Sn+4)還原到(dào)低價態(Sn0),發(fā)生多個或單個電子轉移的氧化(huà)還原反(fǎn)應,從而阻止模具膠的熱氧化自(zì)由基(jī)進一步降解,提高模(mó)具(jù)膠的熱空(kōng)氣老化(huà)性能M。
矽氮化合物能有效(xiào)地消除注射成型矽膠中的微量水分和矽羥基,從而使模具膠(jiāo)難以發生端羥基(jī)引發的解(jiě)扣式降解反應和水解反應。
模具膠填料
白炭黑對注(zhù)射成型矽膠老化性能的影響比較複雜(zá),一方麵,白(bái)炭黑表麵(miàn)有比較強的(de)吸附性,表麵殘留的吸附水在高溫(wēn)下可使矽氧鍵水解斷(duàn)裂,引(yǐn)發降解反應;另一方麵,白炭黑能阻滯聚矽氧烷分子的熱運動及空氣在聚矽氧烷中的擴散,從而提高其耐熱性19。
除(chú)白炭黑外(wài),其它填料(如:氫氧化鋁、碳化鈣123、導電炭黑M和蒙脫土M等)不僅能提高模具膠的耐老化性能,還能改善注射成型矽膠的耐漏電起痕、導電性和阻燃性性(xìng)能。
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