室温硫化硅橡胶纳米复合材料的制备及其性能研究

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1、囵博士学位论文作者姓名：孟睦置指导教师；韭宝班五虽韭睡融旺珏虽学位类别：王堂监±学科专业：越整堂培养单位：国塞纳苤辩堂生坐2012年11月rreDaranonannlnVeSnganon0tK00m1emDeratllre■■■■■■■一■IlI■●■■■■■■■■■■■■■■■■■■■一VulcanizedfRTⅥSiliconeRubberNanocomposites■■■■■■■■■●●■●■■●■■■■■■■■■■■■■■一II_______________一ByYing—leiYueAD

2、issertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofMaterialScienceNationalCenterforNanoscienceandTechnologyNovember,2012致谢光阴似箭，岁月如梭。转眼之间，我在中科院国家纳米科学中心的研究生生活即将结束。虽然完成学业的时间比预期的长了一些，但是我为自己能

3、够实现最初设定的研究目标而感到欣慰。本论文全面总结了我对室温硫化硅橡胶纳米复合材料的认识和理解，论文的完成除了包含自己的努力和汗水之外，还包含了许多人的关心和帮助，在此我要向他们表示最衷心的感谢!首先要感谢我的指导老师张忠研究员和张晖副研究员。从研究方向的选择和实验方案的论证，到实验的具体实施和数据的分析处理，再到实验结果的总结讨论和文章论文的审阅修改，都凝聚着两位指导老师的辛勤汗水。他们严谨的作风、渊博的学识、和蔼的态度，给我留下了极其深刻的影响。同时要感谢同课题组的刘璐琪、金灏副研究员和高峰、

4、江建、蒋志敏、陈卓、王蕾等助理研究员给予我的诸多关心和帮助。感谢课题组秘书张春在学习和工作中所提供的便利。然后要感谢实验室的师兄师弟、师姐师妹和同级同学，包括刘生、彭珂、汤龙程、张辉、严吴、关丽、贾玉、高云、彭金平、李娟、周凌云、李凌云、徐春燕、徐乙又严栋、况军、柳青、金铭、宋品、鞠思婷、韩金华、沈志军、褚鹏飞、李政兴、曾志辉、段凤、田琰等等。他们在学习和生活中给我提供了很多的帮助，我们一起度过了一段愉快美好的人生旅程。也要感谢中科院过程工程研究所的陈运法、张冬海老师以及陈江超、柴林玉等同学。在一

5、起完成国家电网项目的过程中，他们给我提供了很多的帮助和指导。此外，还要感谢公共仪器平台的朱晓阳、徐鹏、闫晓英、常怀秋、彭开武、郭延军等老师在检测表征时的帮助：感谢研究生部的潘海莲、任怀诗老师，人力资源部的范伟民老师，综合事务处的汲志华、田梅等老师的在工作和生活上的支持。最后特别感谢我的父母、我的亲人、我的朋友。父母的关爱和叮嘱，亲人的理解与支持，朋友的关心和鼓励，是我顺利完成学业的动力源泉。岳映雷2012年11月摘要硅橡胶的分子主链是由硅原子和氧原子交替连接组成的，其侧基可以是各种不同的有机基团(

6、例如甲基、苯基、乙烯基等)，因此它是兼有无机和有机特性的元素有机高分子弹性体。由于拥有良好的综合性能，例如耐高低温性、耐老化性、疏水性、电绝缘性、生理惰性和生物相容性等，硅橡胶在条件苛刻的环境下有很广泛的应用，例如弹性密封胶、粘结剂、涂料、医用材料等。但是纯硅橡胶的力学性能很差，必须对其进行增强后才具有实用价值。尽管无机纳米粒子增强硅橡胶的产品已经商用多年，但是人们对填充硅橡胶的增强机理依然没有完全了解清楚。本论文以国家电网的项目《电力新型纳米防污闪室温硫化(R1V)硅橡胶涂料的研制与开发》为研究

7、背景，以无机纳米粒子(包括气相法二氧化硅、原位沉淀法二氧化硅和层状双氢氧化物)填充的RTV硅橡胶为研究对象，系统总结了高分子基体与填料粒子之间的相互作用和界面结构，详细介绍了纳米复合材料的制备方法和结构表征，并深入探讨了填料粒子对硅橡胶流体流变行为和硅橡胶网络力学性能的影响规律和影响机理。论文具体内容包括以下几个部分：第一章首先简要介绍了硅橡胶基体和无机纳米粒子的基本信息，具体包括化学组成、结构特征、制备方法、物化性质、表面性质及潜在用途等方面，并对其进行了必要的实验表征。第二章主要讨论了高分子．

8、填料相互作用以及填料粒子对结合橡胶的影响规律。在总结高分子．填料相互作用的基础之上，我们构建了高分子与填料之间的界面结构，并提出了表征高分子．填料相互作用的方法——“超额能”和结合橡胶，然后根据结合橡胶与高分子．填料相互作用之间的关系研究了不同填料粒子对结合橡胶的影响规律和影响机理。第三章详细讨论了不同填料粒子对硅橡胶填充混合物流变行为的影响机理。我们首先总结和对比了非活性填料和活性填料在不同含量下对填充混合物黏度的影响规律，发现高分子介导的填料．填料相互作用对高含量活性填料填充混