液体硅橡胶微孔材料的制备研究

液体硅橡胶微孔材料的制备研究

论文摘要

硅橡胶微孔材料具有质轻、耐高温、隔音隔热等优异性能,在航天、电子元件、医学等领域应用十分广泛。液体硅橡胶微孔材料由于制备工艺简单,周期短且效率高,成为未来硅橡胶微孔材料研究的重要方向。现在对硅橡胶微孔材料及其制备的研究多采用化学发泡法和添加低沸点溶剂的物理发泡法。这两种制备方法周期长,泡孔不均,多为闭孔材料。粒子沥滤法可以实现微孔材料的泡孔尺寸可控性和均匀性,并可缩短制备周期,从而克服上述两种方法的不足。本论文的创新点在于采用粒子沥滤法制备性能优异的液体硅橡胶微孔材料,从目前研究现状来看,这是一种全新的制备方法。本研究以氯化钠为成孔剂,以液体硅橡胶为原料,经高温硫化成型,在沸水中去除氯化钠的粒子沥滤法制备了液体硅橡胶微孔材料。探讨了液体硅橡胶、成孔剂和制备工艺对液体硅橡胶微孔材料的结构与力学性能,特别是粘弹性能的研究。结果表明:粒子沥滤法制得的微孔硅橡胶材料中主要是通孔型微孔,孔径分布较均匀;随成孔剂含量的增加,泡孔数目增多,微孔材料的密度降低,微孔材料的孔隙率可达75 %左右,密度降至0.2658 g/cm3;但微孔材料的压缩性能变好,压缩平坦区变长,但拉伸强度下降(约为0.3 MPa),撕裂强度降低幅度较大,由10 kN/m降至1 kN/m。为提高液体硅橡胶微孔材料的力学性能,采用了二氧化硅纳米管补强硅橡胶微孔材料。结果表明,当成孔剂含量3倍于液体硅橡胶时,加入2 %的二氧化硅纳米管,可使拉伸强度达到最大值--4.059 MPa;二氧化硅纳米管加入量为3 %时,撕裂强度达到最大;但二氧化硅纳米管的加入对材料的压缩性能有所损害,材料的压缩平坦区缩短。通过优化,采用粒子沥滤法制得的二氧化硅纳米管补强液体硅橡胶微孔材料结构均匀可控,压缩性能优异,满足作为阻尼、防震材料的应用。本论文也对液体硅橡胶导电复合材料进行了探索研究,考察了添加碳纤维、石墨、碳纳米管等导电填料对液体硅橡胶导电复合材料导电性能的改善效果,但所得样品实验结果与预期相差较远。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 前言
  • 第二章 文献综述
  • 2.1 硅橡胶的概述
  • 2.1.1 硅橡胶的简介
  • 2.1.2 硅橡胶结构特点及分类
  • 2.2 液体硅橡胶
  • 2.2.1 液体硅橡胶的特点
  • 2.2.2 液体硅橡胶与其他硅橡胶的比较
  • 2.2.3 液体硅橡胶的组成
  • 2.2.4 液体硅橡胶的应用
  • 2.2.5 液体硅橡胶的发展
  • 2.3 硅橡胶微孔材料
  • 2.3.1 微孔材料的分类
  • 2.3.2 泡沫材料特点
  • 2.3.3 微孔材料成型机理
  • 2.3.4 成孔剂的种类
  • 2.3.5 制备方法
  • 2.3.6 硅橡胶微孔材料的国内外进展
  • 2.3.7 硅橡胶微孔材料的用途
  • 2.3.8 硅橡胶泡沫材料存在的问题
  • 2.4 本课题的研究意义和内容
  • 第三章 液体硅橡胶微孔材料的制备及性能
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 实验设备
  • 3.2.2 实验原料
  • 3.2.3 制备方法
  • 3.2.4 微孔材料性能测试
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 液体硅橡胶基材对微孔材料性能的影响
  • 3.3.2 成孔剂对硅橡胶微孔材料结构的影响
  • 3.3.3 成孔剂对微孔材料的力学性能的影响
  • 3.3.4 二氧化硅纳米管对微孔材料性能的影响
  • 3.4 本章结论
  • 第四章 液体硅橡胶导电复合材料
  • 4.1 液体硅橡胶导电复合材料概述
  • 4.1.1 碳纤维复合材料导电性
  • 4.1.2 导电机理
  • 4.1.3 电阻率影响因素
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 实验药品及仪器
  • 4.2.2 性能测试
  • 4.2.3 实验方法
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 微观结构
  • 4.3.2 材料电阻率的测试
  • 4.3.3 可能原因及解决方案
  • 4.4 本章结论
  • 第五章 全文结论
  • 参考文献
  • 发表论文和参加科研情况说明
  • 致谢
  • 相关论文文献

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