甲基乙烯基硅橡胶的原位增强改性研究

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甲基乙烯基硅橡胶(PMVS)是重要的有机硅产品之一。PMVS具有许多独特的性能,如耐高低温、耐紫外、耐辐照、耐候、电绝缘、高透气性、生理惰性等,在航空、航天、电子电气、轻工、机械、建筑、化工、医学、日用品等领域得到了广泛的应用。   由于PMVS生胶强度很小,不具备实用价值,因此常用白炭黑等无机填料对其进行增强。聚烯烃树脂如线形低密度聚乙烯(LLDPE)和乙烯,醋酸乙烯酯共聚物(EVA)物理机械性能好、耐水性高、电绝缘性能优良,且成本较低,因此采用聚烯烃树脂对硅橡胶进行共混改性,有望制备出兼有两种材料优良性能的橡塑共混材料。本文采用机械共混的方法,通过加入适量聚烯烃树脂对PMVS进行增强改性,并研究影响增强效应的各种因素。   采用LLDPE对PMVS进行原位增强改性,当LLDPE用量为10phr时,树脂形成了长棒状分散相分布于硅橡胶基体中,可起到应力传递和分散的作用,提高了硅橡胶的力学性能,但LLDPE的加入,会使PMVS的热稳定性能有所下降。改变气相白炭黑的用量发现,一定用量的气相白炭黑可提高两相间的作用力,改善其力学性能;与气相白炭黑相比,沉淀白炭黑的粒径大,吸附性较差,对PMVS的增强效果较差。选择KH570作为相容剂可使两相界面结合紧密,进一步提高体系的增强作用。   采用EVA对PMVS进行原位增强改性,当VA含量为15%,EVA用量为40phr时,EVA对PMVS的增强效果最好,此时EVA形成连续网络贯穿于硅橡胶基体中。DMA分析表明共混体系的储能模量有明显提高,共混体系形成了共交联结构。分别采用BPO、DCP、DBPMH作为交联剂,发现交联剂在两相间的分配、硫化温度、交联反应程度及焦烧时间等因素可影响PMVS/EVA体系的原位交联反应,从而影响两相间相界面层的形成;当交联剂为DBPMH时,体系的力学性能最佳。采用EVA接枝马来酸酐为相容剂,可使橡塑两相界面结合紧密,进一步提高体系的原位增强作用。   形成共交联结构的PMVS/EVA体系具有良好的形状记忆性能,其形状固定率随EVA用量增加而增大,形状回复率均保持在90%以上;XRD分析表明体系中存在一定的EVA结晶结构,从而赋予体系具有较高的形状固定率,同时,由于共交联的形成,材料的形状回复率也较高。
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