3.3 实验结果与讨论 .. 28
3.4 本章小结 42
结 论 ... 43
致 谢 ... 45
参 考 文 献 .. 461 绪论
1.1 硅橡胶简介及发展现状
硅橡胶是聚硅氧烷最重要的产品之一。硅橡胶是指主链以 Si-O 单位为主,以单
体有机基团为侧基的一类线型聚合物,是分子链兼具无机和有机性质的高分子弹性材
料[1]
。硫化前为高摩尔质量的线型聚硅氧烷,硫化后成为网络状的弹性体。硅橡胶的
一般分子结构式为:
式中,R、R1、R2 均为有机基团,如甲基、乙烯基、苯基、丙基等;m、n 为聚
合度,是在很宽范围内变化的整数。
硅橡胶的代号为 Q。普通的硅橡胶主要是由二甲基硅氧烷链节 [(CH3)2SiO] 组
成。不同有机取代基的聚硅氧烷的性能虽有差异,但都有聚二甲基硅氧烷橡胶的特性[2]。
硅橡胶的品种较多,其分类方法也不尽相同。
(1)按其化学组成来分类 分为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙
烯基硅橡胶、氟硅橡胶、亚苯基硅橡胶、硼硅橡胶、室温硫化硅橡胶。
(2)按外观形态与交联机理分类 硅橡胶按其外观、交联机理等有多种等级,大
致可以分为聚合度5000~10000 的线型硅氧烷聚合物(生胶状)为主要成分的混炼型
和以聚合物 100~2000 的线型硅氧烷聚合物(油状)为主要成分的液体状态两类[3]
。
硅橡胶材料品具有耐热、耐寒、耐候性、电绝缘性和弹性等多项优异性能。其使
用范围广、压缩永久变形小。Si-O 键的键能比 C-C 的大(443J/mol)[3]
,此外,C-C
键为共价键,而 Si-O 键位离子型键,所以这就决定了聚硅氧烷的耐热性和耐天候性
比较优越。但是,酸、碱等离子型物质容易使 Si-O 键断裂,此为硅橡胶的缺点。聚
硅氧烷的分子间力小,所以气体和水蒸气的透过性较好,耐寒性也较优越,但它的力
学强度较差。
近年来,全球各大有机硅公司的体制变化较大,但在市场需求的拉动下,有机硅
材料产能也再不断扩张。据统计,2004 年硅氧烷产能约 113 万吨,比 1995 年增加了
近一倍,年增长率为 7%。2004 年全球单体产量约为 200 万吨,世界前 5 位的有机硅
单体生产企业美国道康宁、通用电气、德国瓦克、日本信越和法国罗地亚公司占世界
总产量的 80%以上。在未来几年硅橡胶行业也将继续保持高速发展的态势。尤其是在
汽车和建筑方面的增长尤为强劲。
硅橡胶在国内的发展尤为迅速。 1960 年我国第一套热硫化甲基乙烯硅橡胶生产装
置建成,年产 5 吨/年。到如今国内对HTV 硅橡胶的需求总量在10 万吨/年,随着国
内工业水平的不断发展,对 HTV 硅橡胶的需求以每年不低于 20%的速率增长。此外
液体硅橡胶在国内的发展也尤为迅速。建筑业对有机硅密封胶的需求量每年以30%的速率在增长。
1.2 核/壳结构硅橡胶粒子的发展及现状
有机聚合物微粒具有很多独特的性能,已在许多发达国家得到了广泛的应用。其
中硅橡胶微粒由于保持了有机硅材料固有的特性,而在众多的聚合物微粒中独树一帜。
利用微粒的易分散性,将硅橡胶微粒作为一种改性助剂添加到其他聚合物材料中,以
改进或提高这些材料的某些性能( 如冲击强度、低温挠曲性、内应力、伸长率以及防
潮性、阻燃性、润滑性、加工性能等),比之使用传统的硅橡胶(有机硅材料)要简单
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