硅橡胶在模拟PEM燃料电池环境下的损伤机理

弹性体材料垫片作为PEM燃料电池中一个重要构件,长期服役在PEM燃料电池潮湿、偏酸性环境下,其化学损伤过程是如何演变的对于研究垫片材料的机械密封性能、预测垫片材料的寿命起着基础性作用。采用先进材料测试分析方法XPS技术研究了弹性体材料在模拟的燃料电池环境中的化学降解过程,从分子角度揭示了材料化学损伤的机理主要是材料分子主链的断裂、侧链的断裂及交联区的水解。     

硅橡胶粘合剂在空间环境下的性能演变

介绍了硅橡胶粘合剂的类型及其固化机理 ,阐述了硅橡胶粘合剂在空间环境下的性能演变。硅橡胶粘合剂按固化机理可分为缩合型、加成型和自由基型。根据空间环境的具体特点 ,硅橡胶粘合剂具有耐高低温性、耐高真空性、耐光辐射性及耐高能粒子辐射性能 ,可用于宇宙飞船观察窗、宇航员座舱口及飞机门窗的密封粘合 ,航天器太阳能电池上的盖片与电池片的粘合等     

PEM燃料电池堆动态特性研究

为了探索PEM燃料电池堆的动态特性,对自制5kw PEM燃料电池堆进行了详尽的实验研究。实验结果表明,在所研究条件范围内,温度和压力越高电堆性能越好,而且电堆内阻不仅与工作温度有关,还显著地与操作压力有关。燃料电池堆对于大的负载突变反应能力强,负载变化时,在4s之内就能达到稳定状态,观察到动态极化曲线的不重合现象,它反映了电堆内部水的传质具有复杂机制。     

苯基硅橡胶分子结构与耐高温性能关系的试验与模拟

通过试验与分子模拟相结合的方法研究了单苯基硅橡胶和二苯基硅橡胶分子结构对其耐高温性能的影响。结果表明,在400 ℃高温老化前期,二苯基硅橡胶体系和单苯基硅橡胶体系的硬度、力学性能及耐高温性能差别不明显,而经过10次400 ℃高温循环老化后,二苯基硅橡胶体系力学性能与质量保持率更高,耐高温性能更好。此外,分子模拟结果证实了在675 K下二苯基硅橡胶中苯基链段的Si—O解离能更高,二苯基硅橡胶体系的位阻效应更强,自由体积分数更小,与氧气接触的概率更低,在长期的高温环境中具有更高的热稳定性。     

硅橡胶性能及其研究进展

分别介绍了硅橡胶的力学性能、耐热性、耐寒性、耐候性、电气性、阻燃性和耐油耐化学试剂性等的特征及其相关方向的研究进展,综述了提高硅橡胶各项性能的主要途径和方法,指出了提高硅橡胶相关性能的发展方向。     

γ射线对不同分子量甲基乙烯基硅橡胶和苯撑硅橡胶力学性能的影响

采用Co-60源作为高强度γ射线源，考察了不同分子质量的甲基乙烯基硅橡胶和苯撑硅橡胶在不同辐射剂量条件下，其力学性能的变化情况。     

胶料预处理对补强硅橡胶性能的影响

本文研究了胶料预处理的不同方式对硅橡胶补强的影响。结果表明：无论含羟基硅油与否,170℃预处理硅橡胶的拉伸强度最高,放置处理试样的拉伸强度介于未处理和170℃预处理之间;胶料预处理与否对不含羟基硅油的硅橡胶硬度没有影响。含羟基硅油的硅橡胶中,170℃预处理的试样硬度最低,未处理的试样硬度最高。含羟基硅油的硅橡胶断裂伸长率变化不大。不含羟基硅油的硅橡胶断裂伸长率为170℃预处理的试样最低。     

氟硅橡胶的制备与性能研究

以γ-三氟丙基甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷为原料,乙烯基封端聚二甲基硅氧烷作为封端剂,合成了不同氟硅含量的乙烯基封端γ-三氟丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物,相同硅氧链节的共聚物随三氟丙基甲基硅氧烷CF3CH2CH2(CH3)SiO链节含量的增加,共聚物的黏度也增大.以此共聚物为生胶制备热硫化氟硅橡胶,硫化胶的耐油性能随共聚物中CF3CH2CH2(CH3)SiO链节含量的增加而逐步提高,但对不同油呈现差异.在乙烯基封端聚有机硅氧烷分子链中引入CF3CH2CH2(CH3)SiO链段,通过CF3CH2CH2(CH3)SiO链节含量的调节,可以制备满足不同耐油性能的硅橡胶,既能降低氟硅橡胶的成本,又能达到不同环境下耐油的使用的要求.     

不同助剂对硅橡胶密封材料力学性能影响研究

本文系统研究了交联剂、增塑剂、增粘剂、填料等不同助剂对室温硫化硅橡胶的力学性能影响规律,为制备高性能的室温硫化硅橡胶密封材料奠定一定的基础。     

加拿大：可改进PEM燃料电池的新材料

加拿大科研人员日前成功利用一种新材料对聚合物电解质膜（PEM）燃料电池进行改进,既提高了这种燃料电池的工作效率又降低了其生产成本。研究发现,工作温度的提高可使PEM燃料电池的反应速度加快,从而可提高电池的工作效率,同时还使反应所需的贵金属铂等催化剂的使用量减少,因此可降低电池的生产成本。     

水分在聚合物电解质膜燃料电池中对液体硅橡胶密封寿命预测的影响

液体硅橡胶是一种流行的密封垫或密封材料。也有希望应用于聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）的密封。液体硅橡胶密封垫／密封材料应用于聚合物电解质膜燃料电池商品中的主要问题是耐用性（寿命）。由于PEMFC内部存在水分以及湿气，聚合物例如液体硅橡胶，通常显示出应力松弛特性。了解水分对液体硅橡胶应力松弛特性的影响是重要的。试验结果表明：起初，水分对应力松弛无影响，     

中子辐照对硅橡胶泡沫材料性能的影响

研究了中子辐照对化学交联剂交联的开孔硅橡胶泡沫材料压缩及拉伸性能的影响。简要分析了中子辐照后材料性能发生变化的原因。研究结果表明,化学交联剂交联硅橡胶泡沫材料经中子辐照后,可发生二次交联,使硅橡胶泡材料泡沫材料的表观密度,凝胶质量分数,拉伸 扯断伸长率增大,而对压缩性能的影响较小;硅橡胶泡沫材料中子辐照前后的热重分析曲线存在明显的差异,但热降解速度无显变化,只是中子辐照后,材料的分解温度升高,加     

PEM燃料电池阴极中的液态水及其影响因素

阴极多孔介质中液态水的含量对PEM燃料电池阴极中的传质及其性能具有极其重要的影响。提出了一个二维、两相、稳态数学模型,研究PEM燃料电池阴极中两相水的传递及其对电池性能的影响。模型耦合了连续方程、动量方程和组分守恒方程,并将质子膜中的净水迁移通量作为边界条件之一来处理。通过实验的方法和数值模拟的方法,研究了电池操作压力和温度对电池性能的影响,同时验证了模型的有效性。模拟发现:提高操作压力和升高阴极加湿温度使电池阴极催化剂层(CTL)和扩散层(GDL)界面上的液态水含量大幅提高;升高阳极加湿温度,电池阴极CTL和GDL界面上的液态水含量变化不明显;而升高燃料电池的操作温度,阴极CTL和GDL界面上液态水的含量降低。     

硅橡胶包覆剂的固化性能研究

研究了增粘剂（Ｂ８－３、二丁基二月桂酸锡）、固化温度和时间对含高硅氧短纤维的硅橡胶包覆剂固化后的力学性能的影响，发现二丁基二月桂酸锡和固化时间对短纤维补强硅橡胶的拉伸强度影响显著，固化温度太高反而不利。最后借助扫描电镜，观察了补强硅橡胶拉伸断裂表百的纤维状态。     

TMPTMA在硅橡胶中的应用研究

研究了助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)对硅橡胶硫化性能、力学性能、低温性能和粘接性能的影响。结果表明,加入少量TMPTMA能改善硅橡胶的硫化特性和工艺性,提高硫化胶的硬度,降低硅橡胶的结晶温度,并有效提高硅橡胶与金属的粘接强度;但TMPTMA用量超过一定数值后,由于TMPTMA部分自聚合,在硅橡胶内形成一定的交联网络,造成两相界面粘接力变差,致使硅橡胶的拉伸强度降低。当TMPTMA用量为1份时,硅橡胶具有最佳的综合性能。     

过氧化物高温硫化硅橡胶的热稳定性机理

研究了铁锡氧化物的复合物作为耐热添加剂的过氧化物高温硫化硅橡胶的热空气老化性能及其热稳定机理。热重法－差热分析说明铁锡氧化物的复合物可以提高硅橡胶的抗热氧化温度,Ｘ射线光电子能谱分析证明锡元素在硫化过程和热空气老化过程中被从Ｓｎ＾＋４还原到了Ｓｎ＾０,发生了多个电子转移的氧化－还原反应。     

硅橡胶及其玻璃布复合体低温力学性能的研究

研究了低苯基硅橡胶（ ＭＰＱ１２０ － １） 硫化胶及其玻璃布复合体在－ １００ ℃～２５ ℃温度区间内的力学性能,发现在结晶温度附近,硫化胶及其复合体的拉伸强度和扯断伸长率分别达到最高和最低值。硅橡胶的低温结晶使硫化胶回弹性迅速降低。     

硅橡胶泡沫伽马辐照后结构和元素分布研究

在密闭的氮气气氛下,用伽马射线辐照聚二甲基硅橡胶泡沫,采用全反射红外光谱(ATR)和X射线光电子能谱(XPS)对辐照后的化学结构和元素含量变化进行了表征.结果表明:化学结构单元Si-CH3最容易受到伽马射线的影响,在低的辐照剂量下表面Si-CH3成分随着辐照剂量增加而减小;高剂量下材料的元素分布发生了变化,近表面C元素含量要比泡沫体中部的C元素含量高.因此,在密闭环境下辐照老化后的硅橡胶泡沫的表面性能和体内性能存在差异.     

硅橡胶密封圈自然贮存条件下的老化机理研究

通过自然贮存老化试验,研究了硅橡胶密封圈的老化性能。对自然贮存17年和未老化的硅橡胶密封圈进行拉伸疲劳试验,并且使用衰减全反射红外光谱分析其老化机理。实验结果表明,随着应变幅值的增加,两种材料的疲劳寿命均呈显著降低的趋势,未老化的硅橡胶密封圈疲劳寿命比自然贮存17年的硅橡胶密封圈长。同时随着应变幅值的增加,两种材料疲劳寿命的差异逐渐减小。红外光谱测试结果表明,Si-C的伸缩振动峰、橡胶分子链中甲基和亚甲基对称和不对称伸缩振动强度降低,Si-O-Si的伸缩振动峰、O-H的伸缩振动峰、C-OH面内弯曲振动峰、C-O-C对称伸缩振动峰强度增加,说明硅橡胶密封圈在空气作用下发生缓慢的氧化作用,Si-C、C-H键断裂,产生Si-O和C-O键,从而导致其力学性能降低。