羰基铁粉/硅橡胶磁性复合软材料的制备及力学性能研究

在无外磁场条件下以硅橡胶为基体,夹杂不同体积分数的微米级磁性羰基铁粉颗粒,经过室温硫化等过程,制备了羰基铁粉/硅橡胶磁性复合薄片材料,并对其在无外磁场以及磁场加载下开展了拉伸力学性能的测试与分析。结果表明,外加磁场增强了该类磁性复合软材料的力学性能;其拉伸强度、拉伸模量随夹杂体积分数的增大显著增强,断裂伸长率随羰基铁粉颗粒夹杂体积分数的增加出现先增大后减小的特征与趋势。通过对无外场与磁场下磁性颗粒复合软材料的实验测试与对比分析发现,羰基铁粉/硅橡胶磁性复合软材料的力学行为仍表现为与单一高分子聚合物基体材料类似的超弹性行为,含有较少参数的修正Mooney-Rivlin超弹性模型能够较好地描述其应力-应变关系,为该类磁性智能复合软材料的工程应用、力学性能与行为表征研究提供了可能的便捷分析途径与方法。     

羰基铁粉/硅橡胶复合体系的物理性能研究

以微米级羰基铁粉为填充剂,硅橡胶为基体,制备了单组分室温硫化的复合橡胶.系统研究了羰基铁粉添加量对复合橡胶机械性能、热空气老化性能和耐热稳定性的影响;利用扫描电镜探讨了复合材料的微观结构.结果表明,复合橡胶的密度随羰基铁粉体积分数线性增大,拉伸强度增大,韧性和弹性降低;经150℃,96h老化复合橡胶机械性能基本不变,拉伸强度略有升高;200℃复合橡胶中的羰基铁粉开始氧化,368℃橡胶基体开始分解.     

可分散性纳米二氧化硅补强硅橡胶的性能

以表面改性的可分散性(DNS)系列二氧化硅纳米微粒为研究对象,考察了其对硅橡胶力学性能的影响,Payne效应分析了其在硅橡胶中形成网络结构,并与气相白炭黑填充硅橡胶体系做了对比。结果表明,由于SiO2纳米微粒表面包覆有有机基团,无需加入分散剂,DNS系列纳米二氧化硅在硅橡胶中分散性好,与硅橡胶相容性好,对硅橡胶有较强的补强效果,在相同添加量的情况下,DNS系列二氧化硅纳米微粒补强的硅橡胶的拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率等力学性能都优于气相白炭黑。     

疏水性白炭黑增强硅橡胶的工艺及力学性能研究

研究了疏水性白碳黑增强硅橡胶的混炼时间、可塑性、硫化性、力学性能.研究结果表明,采用疏水性白炭黑增强硅橡胶,缩短了胶料的混炼时间,降低了硫化胶的硬度和拉伸强度,提高了硫化胶的延伸率.     

气相法白炭黑表面改性及对发泡硅橡胶的性能影响

以甲基乙烯基硅橡胶为基体,加入表面改性后的气相法白炭黑及其他助剂制得发泡硅橡胶。采用红外光谱(FT-IR)和活性指数对白炭黑改性效果进行评价;探索了加入改性白炭黑后发泡硅橡胶的力学性能;通过热分析对其耐热性能进行测试。结果表明,白炭黑用偶联剂KH560改性后活性指数由82.3%提高到93.1%,添加改性白炭黑40%(wt,质量分数)时发泡硅橡胶综合性能最优,其抗撕强度为4.8823N/mm、拉伸强度为0.697MPa、断裂伸长率为498.63%、表观密度为0.553g/cm~3、邵氏硬度为18.26HA,落球回弹率为31.70%,热稳定性也较好。     

高阻尼宽温域粘弹性硅橡胶复合材料的制备及性能研究

以硅橡胶和丁基橡胶为基体材料,成功制备出高阻尼宽温域粘弹性硅橡胶复合材料,最大损耗因子tanδmax>0.3≥0.7,损耗因子大于0.3的温度范围△Ttanδ≥100℃.同时研究了材料的力学性能、阻尼性能和相态结构.结果表明,在硅橡胶基质中,加入具有一定相容性的高阻尼丁基橡胶材料,可以显著提高体系的阻尼因子,拓宽有效阻尼温度范围.补强剂白炭黑的加入可以提高材料的机械力学性能,但对材料的阻尼性能产生一定的负面影响,通过加入一定量的硅烷偶联剂KH-845-5对白炭黑表面进行改性处理,可以部分有效解决这两种性能间的矛盾,达到高性能硅橡胶阻尼减振材料使用上的性能平衡.     

疏水二氧化硅粉体对高温硫化硅橡胶性能的影响

采用橡胶的混炼硫化工艺,将3种疏水性纳米粉体材料二氧化硅气凝胶、疏水气相白炭黑和疏水沉淀白炭黑加入到高温硫化硅橡胶(HTV)中,对比分析了3种纳米粉体对硅橡胶物理力学性能的影响。研究结果表明,二氧化硅气凝胶对硅橡胶的力学增强作用最为显著,气凝胶硅橡胶复合材料具有极大的拉伸强度(9.52 N/mm~2)、极大的断裂伸长率(750%)、较高的撕裂强度(33.98 kN/m)、高疏水接触角(124°)、极高的硬度(70 HA)、低磨损率(0.04 g/cm~2)和极低的导热系数(0.11 W/(m·K))。     

羰基铁室温硫化硅橡胶复合材料的吸波性能EI北大核心CSCD

为制备兼具力学性能和电磁吸收性能的高带宽吸波材料,采用纳米粒子改性及物理共混法设计制备一种以聚二甲基硅氧烷为基体的羰基铁室温硫化硅橡胶复合材料,系统地分析了该复合材料的力学性能与吸波性能。结果表明:当白炭黑质量分数为3%时,复合材料的综合力学性能最佳,便于材料加工;该复合材料为磁损耗型吸波材料,材料的衰减常数随羰基铁含量和频率呈正相关。根据仿真计算得出,在2~18 GHz下,随着复合材料厚度和羰基铁含量增加,电磁波的吸收峰都逐渐向低频移动,当复合材料的厚度为1.5 mm且羰基铁质量分数为75%时,吸波材料有效吸收带宽可以达到9.07 GHz,占目标带宽56.68%。在实际应用中可根据应用场景需求来优化配方和控制材料厚度,达到最佳的吸波效果。     

偶联剂对白炭黑/天然橡胶纳米复合材料性能的影响

研究了偶联剂对不同粒径白炭黑(15 nm、30 nm、80 nm)/天然橡胶纳米复合材料的硫化特性、力学性能、应力软化效应、Payne效应、损耗因子、压缩生热和动态热机械性能的影响,并与未加入偶联剂的复合材料进行对比。结果表明:加入偶联剂Si69使白炭黑在橡胶中的分散性提高,增强白炭黑与橡胶基体之间的结合,提高白炭黑/NR复合材料的力学性能,降低胶料的正硫化时间;白炭黑粒径越小Si69的作用越明显,越有利于复合材料的硫化特性和力学性能的提高;添加Si69使15 nm和30 nm白炭黑复合材料的Payne效应、损耗因子和定负荷压缩生热的温升降低,但是对80 nm白炭黑复合材料的影响不大。     

自补强室温硫化硅橡胶的研制与应用

一、前言未补强的硅橡胶机械强度很低,需混入大量昂贵的气相法白炭黑加以补强才有广泛使用价值。室温硫化硅橡胶(RTV′S)因分子链较短,硫化时交联点较少,即使混入20～25%的高补强白炭黑,撕裂强度仍然难以超过13KN/m。白炭黑含量太高不仅增加产品原料成本,而、且胶料过稠,作为单组份会带来配制困难、灌装不便之缺点;作为双组份的浇铸材料则不易流平,影响模型的精密度或仿真性。添加补强性填料或活性填料改善RTV′S的力学性能的方法早已众所周知,而通过改变聚硅氧烷分子结构来改善力学性能的方法在我     

柔性可拉伸硅橡胶@多壁碳纳米管/硅橡胶可穿戴应变传感纤维

基于核-壳结构设计,采用简便、低成本的浸涂-固化法制得柔性、可拉伸、高灵敏且稳定的聚二甲基硅氧烷硅橡胶@多壁碳纳米管/聚二甲基硅氧烷硅橡胶(PDMS@MWCNTs/PDMS)压阻式应变传感纤维。通过FTIR、XRD、TG、TEM对硅烷偶联剂改性多壁碳纳米管(MWCNTs-KH570)的化学结构、热稳定性和微观形貌进行了分析,深入研究了核-壳结构与MWCNTs-KH570质量分数对PDMS@MWCNTs/PDMS复合纤维导电性能、传感性能及力学性能的影响规律与机制。结果表明:羟基化MWCNTs(MWCNTs—OH)表面接枝KH570使其在壳层PDMS基体中具有良好的分散性和界面相互作用;核-壳结构的设计使PDMS@MWCNTs/PDMS复合纤维在低填充下具有高电导率和传感性能;PDMS@MWCNTs/PDMS复合纤维的导电性能与传感性能随着MWCNTs-KH570质量分数增加而提高,且在人体关节运动监测中表现出良好的可重复性和工作稳定性。      

Preparation and properties of natural nanocomposites based on natural rubber and naturally occurring halloysite nanotubes

A ‘green’ composite based on natural halloysite nanotubes (HNTs) and natural rubber (NR) was prepared by mechanical mixing. A silane coupling agent, bis (triethoxysilylpropyl)-tetrasulphide, was utilized to enhance the properties of these composites. It was observed that the reinforcing activity of HNTs was superior to commercial silica coupled with the same amount of silane coupling agent. Moreover the on-set thermal degradation decomposition temperature was improved by ∼64 °C with the addition of 10 parts HNTs per hundred of rubber. Transmission electron microscopic images confirmed the good dispersion of the HNTs in the rubber matrix, whereas X-ray diffraction studies showed a little change in interlayer spacing between the two silicate layers of HNTs.     

低压缩永久变形导电炭黑/硅橡胶复合材料的制备与性能

为获得一种低压缩、永久变形及高回弹的导电屏蔽硅橡胶密封材料,以经偶联剂表面处理的炭黑作补强剂及导电填料,乙烯基硅橡胶生胶作基料,制备出一种导电炭黑/硅橡胶复合材料。研究了不同炭黑含量的导电炭黑/硅橡胶复合材料的力学性能、弹性、分散性以及电性能,采用SEM观察了炭黑在硅橡胶基体中的分布形貌,分析了导电炭黑/硅橡胶复合材料的导电机制及屏蔽机制。结果表明:随着炭黑含量的增加,导电炭黑/硅橡胶复合材料的Shore A硬度由31增至70;拉伸强度先由3.31 MPa增至5.28 MPa,而后趋于稳定;拉断伸长率先由198%增至297%,然后再减小至210%;恒定压缩永久变形量先减小后增大,瞬间回弹率逐渐减小;由于"炭黑簇"的形成及导电通路的完善,导电炭黑/硅橡胶复合材料的导电性能及屏蔽效能增强。     

含支链型端乙烯基硅油室温固化灌封硅橡胶性能研究

采用粘度为1500mPa·s(401-1500)、7000mPa·s(401-7000)的直链型和粘度为4800mPa·s(411-4800)的支链型端乙烯基硅油复配体系作为灌封硅橡胶的基础胶,筛选出较好的基础胶配比,并以沉淀法和气相法白炭黑进行补强,研究了不同用量和品种的白炭黑补强对灌封材料粘度、力学性能、粘接性能和电学性能的影响.结果表明,当基础胶配比为m(401-1500):m(401-7000):m(411-4800)=100:20:15时,灌封胶粘度适中且固化后力学性能较好;当沉淀法白炭黑用量为25phr时,胶料粘度为48500mPa·s,拉伸强度达到最大值2.27MPa,剪切强度达到3MPa以上,电学性能优良,具有较好的综合性能.     

Reinforcement of polysiloxane with superhydrophobic nanosilica

We systemically report on a new method for producing reinforced poly(dimethylsiloxane) (PDMS) with superhydrophobic nanosilica. Firstly, we rationally designed to synthesize a series of well-dispersed hydrophobic nanosilica by using hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS) as the treatment agent. Fourier transforms infrared (FT-IR) spectrum, thermo-gravimetric analysis (TGA), and contact angle (CA) measurement were used to characterize the grafting degree of HDTMS grafted onto the surface of nanosilica. Subsequently, we employed these modified hydrophobic nanosilica to further reinforce PDMS. The properties of as-prepared modified nanosilica filled PDMS composites were thoroughly investigated by rheological test, scanning electron microscopy (SEM), TGA, and dynamic mechanical analysis (DMA). We have found that these as-prepared superhydrophobic nanosilica exhibit uniform dispersity in the PDMS matrix, and their composites exhibit good mechanical properties and obvious advantage on thermal stability compared with those of the pure silica filled PDMS composites.     

玻璃料对可陶瓷化硅橡胶基复合材料耐高温性能的影响

玻璃料可以改善可陶瓷化硅橡胶基复合材料高温热解后的力学强度,保持结构的完整性。为了研究玻璃料的成分对云母/硅橡胶复合材料耐高温性能的影响,分别以玻璃料A和B为助熔剂,制得了2种复合材料,研究了其力学性能、微观形貌、热分解性能及陶瓷化机制。结果表明:云母/硅橡胶复合材料常温拉伸强度为3~4 MPa,600~1 200℃下热解后试样的弯曲强度在0.3~4.5 MPa之间,且保持结构完整;SEM结果显示玻璃料B有助于形成大量的液相结构,更好地改善热解后形成的陶瓷层的强度和结构;TG结果显示玻璃料可以加速硅橡胶的分解,因此要控制玻璃料的加入量;XRD结果显示在温度变化过程中,添加含SiO₂和K₂O成分较多的玻璃料B至云母/硅橡胶复合材料中形成了非晶相和钾长石（K₂O·Al₂O₃·6SiO₂）,从而提高陶瓷层的强度。      

硅烷偶联剂在填充橡胶中的应用

介绍了硅烷偶联剂对填充橡胶性能的影响。硅烷偶联剂与填料发生反应,使其由亲水性变为疏水性,改善填料的分散性,从而增大与橡胶的相互作用,提高填充硫化胶的物理性能和动态力学性能。     

耐高温硅橡胶的配方研究

为提高硅橡胶的耐高温性能,确定最佳的实验配方,以乙烯基硅橡胶为基础胶,八氢基笼型倍半硅氧烷(T_8H_8)为交联剂,白炭黑为补强填料,纳米级氧化锡为耐热填料,制备出一种耐高温硅橡胶.该配方中T_8H_8为自行合成的耐高温硅橡胶交联剂,通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、核磁共振氢谱(1HNMR)对T_8H_8结构进行表征,探究了不同配方对硅橡胶耐热性能的影响.结果表明,当乙烯基硅油用量为100 phr,T_8H_8中Si—H与乙烯基硅橡胶中Si—Vi的摩尔比为4∶1,白炭黑添加量为15 phr,氧化锡添加量为8 phr时,硅橡胶的初始分解温度达到489.77℃,拉伸强度为4.06 MPa,剪切强度1.69 MPa.     

刚性无机粒子对PDMS／PU共混体系增强改性研究（Ⅱ）

用电子显微镜观察了表面改性二氧化硅粒子对聚二甲基硅氧烷／聚氨酯（ＰＤＭＳ／ＰＵ）共混体系的微观形态结构。重点研究了无机粒子对不相容聚合物共混体系微观形态结构的影响。结果表明，二氧化硅粒子通过适当的偶联剂表面处理并填充ＰＤＭＳ／ＰＵ共混体系，能显著地促进聚二甲基硅氧烷的分散，强化聚二甲基硅氧烷和聚氨酯的相互作用，显著地提高了其力学性能。     

疏水性白炭黑在硅橡胶海绵中的应用研究

研究了表面疏水处理对白炭黑在硅橡胶及其海绵材料中的分散效果及其增强作用的影响.研究表明:表面疏水处理改善了白炭黑在硅橡胶中的分散均匀性,提高了胶料的可塑性,有利于胶料发泡,使硅橡胶海绵的表现密度降低;而表观密度降低导致硅橡胶海绵的硬度、拉伸强度、延伸率、压缩应力松弛减小.