第6期特种橡胶制品
高阻尼硅橡胶的研究何道纲(四川化工研究所)杜承泽(华南工学院)
硅橡胶主链为\。/5火。/链结构,~~~一
~
尹、0、O
股川
曰
其柔顺性很好,具有卓越的低温性能,例如甲基硅橡胶的玻璃化温度(Tg)
为一1
23
℃,
乙烯基甲基硅橡胶的Tg为一65℃‘,因而
低温下动态性能要求苛刻的阻尼器(如粘弹减摆器),往往采用硅橡胶作材质但是硅橡胶的阻尼比不高,与氯丁胶和丁苯胶相当为了提高硅橡胶的阻尼性能,本文在配合方法上进行了研究有关填充硅橡胶的动态力学待性方面所发表的著作很少‘“一舀,在l,65年KEPolman仁eer和JDHelmer在‘oHz下侧定过硅橡胶的剪切弹性模量和剪切损耗模量‘“他们仅在气相法白炭黑的体积分数为口2(约为50重量份)以内进行了实验,硅藻土的体积分数高达口45(约为180重量份)本文在单用气相法白炭黑卯重量份以上,以及气相法自炭黑和硅藻土的并用方面,进行了实验沈服化工厂生产二苯墓硅二醇:天津化学试剂一厂生产2工艺棍炼设备采用2英寸炼胶机,胶料在加交获剂之前经160℃又60分钟的热处理,加交联剂后胶料需停放24小时,此后方可进行
硫化
硫化分两段进行一段硫化条
件
:160
℃x1口
分钟,在平板硫化机上进行,二段硫
化杀件:150℃xl小时‘升温1小时~180
℃~200℃x4
小时,在烘箱内迸行
原材料、工艺及测验方法
1原材料
乙烯基甲基硅橡
胶1口::乙烯基含
量
~。15%,分子量50~60万,上海树脂厂生
产气相法白炭黑:比表面积>150米
“/
克
,
本文收到日期.1日那2
5测试方法
扯断强度10口%定伸强度扯断伸长率和永久变形的侧定采用国标GB028一
邓
中观定的C型试样,测定方法按国标由于硅橡胶的扯断强度低,特别是10%定伸强
反低,为便于读准数据,采用的拉伸速度为
40
毫米/分钟
邵氏硬度按国标GB531一邓的规定进
行、动态模量和损耗角正切值,请北京橡胶研究设计院用DM一l型动态模量仪测定
试验结呆及讨论
硅像胶分子链的柔性好,分子链间的
相
互作用力低为了提高硅橡胶的阻尼性能
,
本文采用高分散性的气相法白炭黑因为气26特种橡胶制品
相法白炭黑的比表面积愈高,愈有利于增加结构控制剂端硅橡胶变形时分子链间的摩换力从而提高图2所示口里衣硅橡胶的l牡尼量的增加,硅岌孙二里,召5卡__一一—-一一一公筱育理立安性介灼影响绷
实验的墓本配方如下(重量份计):乙烯基甲基硅橡胶
]
洲
气相法白炭黑扣一80
二苯基硅二酵之心招注白炭黑的幻肠
过氧化二异丙苯。8
(一)结构控制粼对硅掀胶性能的影响
本文采用二苯基硅二醇作为结构控制
剂,共用量通常为气相白炭黑重量的川%但是在气相法自炭羔用量较大时10乡石。勺结
构控制剂用量难于达到充分控机结构}匕的效果,为此本文在功一即%范田内进行丁试
验结构控制剂对硅橡胶的沁尼系数(即损耗角正切)的影响如表1所示表1说
明,
对含60和70重量份气相法自炭黑的硅橡胶未
说,共i卫尼系数日位皆随二不基硅二醉
的用
量增加而升高
表1二苯基硅二醉对硅橡胶姐尼系数
的
影响
气相法白炭黑用量(重量份)二苯基硅二醇用量(肠)
阻尼系数a
不断增加,而且扯断强度上升的福度较大
因此,从综合性能来着,本文采用二苯基硅二醇的用量为气相法白炭黑的20%以上的试验结呆说明,在气相法白炭黑
用量较尚
的
情况下:二当心加二苯恶硅二醇
的用量,能够位气相法花炭点在胶料中分散
更为均匀,同写扮宁扮:沈硅辞基的浓度也增
加“,度得佳知::与声C相;去自炭黑的绘合程度增加,从而说志了挂像胶f七乳理机枝性
能和阻尼位能
(二)气:猫法出女黑衬趁椽胶动态性能
的影响
气招i’-自炭宾用量刘硅二胶动态力学性
能的影响,知口艺所示由』二可见,剪切弹性模量和剪切抓耗校量趾气相法自炭黑用量的增加而心大,这与Poi,n:n、。。r等研究硅泛胶所得的结呆一致“口耗尼
正切(
T
AN己)值在气栩法自炭器用量为勿勿和70
重量份时分别达到口邵口』,和,脚相应
60170
17}20}13{20以以断幢
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二茉基硅二醇用量弘
(气相白炭黑为50重量份)
1扯断强度丫月
a
含扯断伸长率翔
犷%
2硬度大:。邵民4比妙〕定伸强度M
P
a.
图l二笨基硅二醇对硅榆胶强度性能
的
影响
‘犷万下茸厂犷
篇
气相国炭黑用量重量份
月2气相法白长黑对硅橡胶动态性能的
影响第6期特
种橡胶制
品
27
{j勺砰几尼比分别为。工050225和。工2
由此
可见气相法自炭黑为60重量份时硅橡胶的
阻尼性能最好阻尼比甲=TAN扮。n/2〔。7在共振对激振频率。与固有自振频率。n才日等则印二TAN乙/2DM一:型动态模量仪的划试方法为剪切共振法故可按上式计算硅澡胶的阻尼比印d‘.吸J.飞.Ie4脚翻仰(三)气相法白炭黑对硅橡胶强度性能的影响有关硅像胶补强机理研究的著作甚多““’2本文仅研究气相法自炭黑对乙烯基甲基硅橡胶强度性能的影响其结朵表明,扯断强度和扯断伸长率的最大值出现在气相法白炭黑用量为40~50重量份之间(见图。)这与Dams牙「IMurryL‘“少研究的结呆大致相似他们用比表面积为25口米“/克的气相法白炭羔研究的结果是住35一勿重量份之间达到最大值这是因为在最适宜的气相法白炭黑用量下,硅橡胶和气相法白炭黑之间的相互作用达到最佳程度“,两个结呆在数值上略有差别,其主要原因在于二者所用的气相法自炭黑的比表面积不同吕,(四)气相法白炭黑对硅橡胶玻璃化温度的影响水文将含气相法自炭黑4050和幼重量
份的硅橡胶,用D人在:型动态摸量仪作了温度潜其结果如图45和6所示图中G/为剪
切弹性摸量,日为阻尼系数即TAN各各图
中所显示的Tg皆为一招℃(这可能是测量引起的误差),而共共振频率稍有不同(这与硅
像狡的硬度不大一致)这说明硅橡胶的
Tg
受气相法自炭黑用量的影响很小
(见表2
)
图了‘和6还表明,在较宽的温度范
口内{注尼系数日的变化约在0肠一018之
间,相应地阻尼比甲在0125~口09之间,觉化的幅度较小这说明气相法自炭黑为40
一60重量份时,硅像胶具有较好的阻尼稳定
性,从而能保证阻尼器具有良好的动态特性和稳定性
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温度℃
留4含如重量份气相法白炭黑的硅橡胶
的温度谱
咐
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9876丁4J2,
气2气相法白炭黑用量重量份1硬度x更犷1邵氏:3扯断伸长率
x
主。肠
:扯断强
度MPa;‘10肠定伸强度
M
尸a.
图3气相法白炭黑对硅橡胶强度性能的
影响
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温度℃图5含50重量份气相法白炭黑的硅橡胶
的温度谱