液体硅橡胶的增强与发泡技术研究

论文摘要

本文采用不同结构的硅橡胶作为生胶,使用不同型号的白炭黑、多壁碳纳米管、六钛酸钾晶须和MQ硅树脂作为补强填料,通过缩合脱氢发泡方法,制备了可快速进行室温硫化的硅橡胶泡沫材料。文中,首先系统的研究了不同的生胶和填料与基础胶料的流变性及交联固化速率之间的关系,在此基础之上,进一步深入探讨并分析了生胶和填料分别对泡沫材料的制备、泡孔形貌及其热、力学性能的影响。生胶结构与基础胶料的流变性及交联固化速率之间关系的研究表明:107硅橡胶的黏度为3.0 Pa·s时,胶料流变性较好,适合制备硅橡胶泡沫材料;胶料的交联固化速率随着107硅橡胶黏度的增大而增加;乙烯基硅橡胶和苯基硅橡胶与107硅橡胶复配作为生胶时,乙烯基和苯基的引入使得基础胶料的交联固化速率减小。填料与基础胶料的流变性及交联固化速率之间关系的研究表明:白炭黑的制备方法及表面改性处理对胶料的流变性能和交联固化速率影响很大,经表面疏水处理的气相法白炭黑R8200加速交联固化速率,而沉淀法白炭黑D17减小了交联固化速率;多壁碳纳米管的少量添加就明显的增加了胶料的黏度,六钛酸钾晶须和MQ硅树脂的加入则降低了胶料的黏度;添加多壁碳纳米管、六钛酸钾晶须和MQ硅树脂时,胶料的交联固化速率则降低了。不同的生胶结构和填料影响着基础胶料的流变性及其交联固化速率,进而,会对硅橡胶泡沫材料的制备、泡孔形貌及其热、力学性能造成影响。其中,生胶结构对硅橡胶泡沫材料的制备、泡孔形貌及其热、力学性能影响的结果表明:不同生胶体系制备的硅橡胶泡沫材料的泡沫密度相当;完全使用苯基硅橡胶作为生胶可制得泡孔结构均匀细小的泡沫材料;硅氧烷中引入乙烯基可以提高硅橡胶泡沫材料的力学性能;此外,乙烯基和苯基两种基团的引入有利于提高硅橡胶泡沫的热稳定性。填料对硅橡胶泡沫材料的制备、泡孔形貌及其热、力学性能影响的结果表明:白炭黑、多壁碳纳米管、六钛酸钾晶须和MQ硅树脂对硅橡胶泡沫的泡孔结构和泡沫密度影响不大;但多壁碳纳米管和六钛酸钾晶须含量的增加,则会降低填料与硅橡胶的相容性。白炭黑、多壁碳纳米管和MQ硅树脂均能提高硅橡胶泡沫的力学性能,而六钛酸钾晶须则相反。此外,白炭黑和多壁碳纳米管有利于硅橡胶泡沫材料热稳定性的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 硅橡胶泡沫概述
• 1.2.1 硅橡胶泡沫的发展历史
• 1.2.2 高温硫化硅橡胶泡沫的制备方法
• 1.2.3 室温硫化硅橡胶泡沫的制备方法
• 1.3 室温硫化硅橡胶泡沫制备及性能的主要影响因素
• 1.3.1 生胶结构对泡沫材料性能的影响
• 1.3.2 交联剂对泡沫材料性能的影响
• 1.3.3 催化剂对泡沫材料性能的影响
• 1.3.4 填料对泡沫材料性能的影响
• 1.3.5 温度和湿度对泡沫材料性能的影响
• 1.4 RTV 硅橡胶补强的研究进展
• 1.4.1 纳米粒子对 RTV 硅橡胶的补强机理
• 1.4.2 白炭黑对 RTV 硅橡胶的补强作用
• 1.4.3 碳酸钙对 RTV 硅橡胶的补强作用
• 1.4.4 有机纳米粘土对 RTV 硅橡胶的补强作用
• 1.4.5 MQ 硅树脂对 RTV 硅橡胶的补强作用
• 1.4.6 其它纳米粒子对 RTV 硅橡胶的补强作用
• 1.5 本文的创新点及主要研究内容
• 1.5.1 本文创新点
• 1.5.2 主要研究内容
• 2 实验部分
• 2.1 实验用主要原料
• 2.2 实验用主要设备及仪器
• 2.3 试样制备
• 2.3.1 107 硅橡胶泡沫材料的制备
• 2.3.2 含乙烯基硅橡胶泡沫材料的制备
• 2.3.3 含苯基硅橡胶泡沫材料的制备
• 2.3.4 白炭黑/硅橡胶泡沫材料的制备
• 2.3.5 多壁碳纳米管/硅橡胶泡沫材料的制备
• 2.3.6 六钛酸钾晶须/硅橡胶泡沫材料的制备
• 2.3.7 MQ 硅树脂/硅橡胶泡沫材料的制备
• 2.4 性能测试与表征
• 2.4.1 液体硅橡胶分子量及其分布测试
• 2.4.2 液体硅橡胶静态黏度测试
• 2.4.3 基础胶料交联固化速度的测试
• 2.4.4 硅橡胶泡沫材料结构表征
• 2.4.5 硅橡胶泡沫材料性能测试
• 3 生胶对室温硫化硅橡胶泡沫的制备及性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 生胶结构对基础胶料固化速度的影响
• 3.2.1 107 硅橡胶对基础胶料固化速度的影响
• 3.2.2 乙烯基含量对基础胶料固化速度的影响
• 3.2.3 苯基含量对基础胶料固化速度的影响
• 3.3 生胶结构对硅橡胶泡沫的泡孔结构的影响
• 3.3.1 107 硅橡胶的黏度对硅橡胶泡沫材料泡孔结构的影响
• 3.3.2 乙烯基含量对硅橡胶泡沫材料的泡孔结构的影响
• 3.3.3 苯基含量对硅橡胶泡沫材料泡孔结构的影响
• 3.4 生胶结构对硅橡胶泡沫力学性能的影响
• 3.4.1 107 硅橡胶的黏度对硅橡胶泡沫材料的力学性能影响
• 3.4.2 乙烯基含量对硅橡胶泡沫材料的力学性能影响
• 3.4.3 苯基含量对硅橡胶泡沫材料的力学性能影响
• 3.5 生胶结构对硅橡胶泡沫热稳定性的影响
• 3.6 小结
• 4 白炭黑/硅橡胶泡沫材料的制备及性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 白炭黑对胶料黏度的影响
• 4.3 白炭黑对胶料交联固化速率的影响
• 4.4 白炭黑对硅橡胶泡沫的泡孔结构的影响
• 4.5 白炭黑对硅橡胶泡沫力学性能的影响
• 4.5.1 不同白炭黑对硅橡胶泡沫力学性能的影响
• 4.5.2 白炭黑含量对硅橡胶泡沫力学性能的影响
• 4.6 白炭黑对硅橡胶泡沫热稳定性的影响
• 4.7 小结
• 5 碳纳米管/硅橡胶泡沫材料制备及性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 碳纳米管对胶料流变性能的影响
• 5.3 碳纳米管对胶料交联固化速率的影响
• 5.4 碳纳米管对硅橡胶泡沫的泡孔结构的影响
• 5.5 碳纳米管对硅橡胶泡沫力学性能的影响
• 5.6 碳纳米管对硅橡胶泡沫热稳定性的影响
• 5.7 小结
• 6 六钛酸钾晶须/硅橡胶泡沫材料的制备及性能研究
• 6.1 引言
• 6.2 六钛酸钾晶须对胶料流变性能的影响
• 6.3 六钛酸钾晶须对胶料交联固化速率的影响
• 6.4 六钛酸钾晶须对硅橡胶泡沫的泡孔结构的影响
• 6.5 六钛酸钾晶须对硅橡胶泡沫力学性能的影响
• 6.6 六钛酸钾晶须对硅橡胶泡沫热稳定性的影响
• 6.7 小结
• 7 MQ 硅树脂/硅橡胶泡沫材料制备及性能研究
• 7.1 引言
• 7.2 MQ 硅树脂对胶料流变性能的影响
• 7.3 MQ 硅树脂对胶料交联固化速率的影响
• 7.4 MQ 硅树脂对硅橡胶泡沫的泡孔结构的影响
• 7.5 MQ 硅树脂对硅橡胶泡沫力学性能的影响
• 7.6 小结
• 8 生胶和填料对 RTV 硅橡胶泡沫材料的制备及性能影响的比较
• 8.1 生胶和填料对胶料交联固化速率的影响
• 8.1.1 生胶结构对胶料交联固化速率的影响
• 8.1.2 填料对胶料交联固化速率的影响
• 8.2 生胶和填料对硅橡胶泡沫的泡孔结构的影响
• 8.2.1 生胶结构对硅橡胶泡沫的泡孔结构的影响
• 8.2.2 填料对硅橡胶泡沫的泡孔结构的影响
• 8.3 生胶和填料对硅橡胶泡沫的力学性能的影响
• 8.3.1 生胶结构对硅橡胶泡沫的力学性能的影响
• 8.3.2 填料对硅橡胶泡沫的力学性能的影响
• 8.4 生胶和填料对硅橡胶泡沫的热稳定性的影响
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果