硅烷偶联剂对硅橡胶性能的影响.doc

硅烷偶联剂对硅橡胶性能的影响
罗权娓王真智
(华南理工大学广州510641)
硅烷偶联剂是科技工作者研究最早、应用最广泛的偶联剂。它可用通式R-Si-X3表示,R是可与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团,如氨基、乙烯基、环氧基、琉基等;X是能够水解的烷氧基,如甲氧基、乙氧基等。在现代高分子复合材料的加工中,硅烷偶联剂在有机物和无机物2种物质的界面间起着架桥的作用,产生明显的增强效果。
近10年来,硅烷偶联剂在天然橡胶,丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁睛橡胶和氯丁橡胶胶料中已进行过许多应用研究,并且相继得到了应用。
本文研究硅烷偶联剂A-172、A-151和A-189对甲基乙烯基硅橡胶的硫化特性、硫化胶的力学性能以及硅橡胶与合金铝的粘合强度的影响,为硅烷偶联剂在硅橡胶中的应用提供参考。
1实验

甲基乙烯基硅橡胶,型号110-2,吉林化工研究院产;4#气相白炭黑,沈阳化工厂产;经基硅油,GY209,晨光化工研究院产;交联剂,2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过基氧基)己烷,简称DBPMH,江苏产;硅烷偶联剂:乙烯基三-(2-甲氧基乙氧基)硅烷,商品名A-172,哈尔滨化工研究所产;乙烯基三乙氧基硅烷,商品名A-151,天津市化学试剂一厂产;Y-琉基丙基三甲氧基硅烷,商品名A-189,辽宁省盖具化工厂产。

XK-160开炼机,用于混炼胶料。
LH-l型园盘转子振荡硫化仪,测定混炼胶硫化特性。
25吨油压电热平板硫化机,硫化试片。
INSTRON 1122型拉力机,测定硫化胶力学性能。
50吨拉力试验机,测定剪切粘合强度。L3性能测试
混炼胶硫化特性按GB9869-88标准测定,温度170℃士1℃,。
硫化胶力学性能按GB527-83、GB/T528-92、GB/T2941-91标准测定。
剪切粘合强度试片制备及测试:
试片制备工艺路线
铝合金试片→表面机械处理→表面化学处理→烘干→涂胶粘剂~贴胶硫化(170℃x15min)→二段硫
化(180℃X6h)。
铝合金材料I了D7,试片尺寸(B型)7OmmX 20mmX2mm
粘合面积和胶层厚度2Omm X 15mmX2mm
加载速度IOmm/min
剪切粘合强度计算式:τ=P/A
式中,:τ-剪切粘合强度,MPa;
P-破坏载荷,N;
A-试样粘接面积,m2。
2结果与讨论

硅橡胶分子链柔顺性大,分子间相互作用力弱,力学性能低,必须经过有效的补强才有使用价值。本研究以甲基乙烯基硅橡胶为主体材料,利用4“气相法白炭黑补强,采用以往研究的基本配方进行研究。其配方为:生胶110一2,100;4”气相法白炭黑,40一50;轻基硅油GY209,4-8;交联剂DBPMH,~。


在相同的配方和工艺条件下,混炼4phr硅橡胶胶料,其中3Phr分别加人Zphr硅烷偶联剂A-172、A-151和A-189,余下lphr不添加,留作空白对比,然后用硫化仪测定其硫化特性。加有硅烷偶联剂的3Phr胶料和对比胶料共4条硫化动力曲线如图l所示。
从图1看出,加