高撕裂环保型阻燃硅橡胶的制备及性能研究

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1、华南理工大学硕士学位论文高撕裂环保型阻燃硅橡胶的制备及性能研究姓名：程买增申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：曾幸荣20040501摘要摘要本文通过不同乙烯基含量的硅橡胶并用，选用合适的白炭黑，制备了高撕裂硅橡胶硫化胶。在此基础上，通过添加氢氧化铝、氢氧化镁、氯铂酸及聚四氟乙烯等阻燃剂，制备了高撕裂环保型阻燃硅橡胶。通过ＳＥＭ研究了填料粒子在硅橡胶中的分散性及粒子与胶料之间的结合情况，并借助ＴＧ分析探讨了各阻燃剂在硅橡胶中的阻燃机理。主要研究内容和取得的成果包括：首先，研究了白炭黑、硫化剂及羟基硅油用量，加工工艺条件等对硅橡胶硫化特性和力学性能的影响，发

2、现白炭黑用量为４０ｐｈｒ、硫化剂用量为２ｐｈｒ、羟基硅油用量为３～５ｐｈｒ，采用热处理及二次硫化，在１６５℃下硫化时，硅橡胶的硫化特性及力学性能比较好。其次，研究了硅橡胶和白炭黑品种、含氢硅油用量对硅橡胶力学性能，特别是撕裂性能的影响。发现采用不同乙烯基含量的硅橡胶并用时，可以通过改变硅橡胶交联的网络结构，提高硅橡胶的撕裂强度。实验表明，当采用９６ｐｈｒ乙烯基含量为０．３％硅橡胶Ｐｓ一０１、４ｐｈｒ乙烯基含量为０．０６％硅橡胶ＰＳ一０２、０．６ｐｈｒ含氢硅油和４０ｐｈｒＯＳ一１０２型气相白炭黑时，能够制得撕裂强度高达４１．４８ＫＮ·ｍ。１的高撕裂硅橡胶。ＳＥ

3、Ｍ显示，添加０．６ｐｈｒ含氢硅油时，能够改善白炭黑粒子与胶料之间的结合。再次，氢氧化铝和氨氧化镁对硅橡胶都具有良好的阻燃作用。单独使用８０ｐｈｒ氢氧化铝或８０ｐｈｒ氢氧化镁时，其极限氧指数可分别达到３９％和３８．５％。但是，氢氧化镁对硅橡胶力学性能损害比较大，单独使用８０ｐｈｒ氢氧化铝时，其撕裂强度达到３１．３７ＫＮ·ｍ～，使用相同用量的氢氧化镁时，其撕裂强度只有２０．４８ＫＮ·ｍ。ＳＥＭ显示，单独使用氢氧化镁的照片上有大的空洞出现，表明填料粒子与胶料之间的结合不好。而且氢氧化铝与氢氧化镁复配使用时，对硅橡胶中的阻燃表现出一定协同作用，当添加６０ｐｈｒ氢氧化

4、铝和２０ｐｈｒ氢氧化镁时，其极限氧指数可以得到４１￥，达到了ＦＶ－－０标准，撕裂强度为３０．１０ＫＮ·ＩＲ～，表现出好的阻燃性能和力学性能。ＴＧ分析表明，氢氧化铝与氢氧化镁的复配使用可以在硅橡胶的不同分解区内起到阻燃作用。最后，研究了聚四氟乙烯和氯铂酸对阻燃硅橡胶性能的影响，发现聚四氟乙烯和氯铂酸均能提高硅橡胶的阻燃性能，缩短硅橡胶燃烧时的自熄时间，进一步提高硅橡胶的撕裂强度。仅用４５ｐｈｒ氢氧化铝和１５ｐｈｒ氢氧化镁复配阻燃的硅橡胶的极限氧指数为３８％，阻燃等级为ＦＶ．１级，撕裂强度为２９．４１ＫＮ·ｍ一。加入２．５ｐｈｒ聚四氟乙烯或２０ｐｐｍ的氯铂酸后，

5、阻燃等级均能达到ＦＶ－－Ｏ级，撕裂强度华南理工大学硕士学位论文分跗为３２．８５ＫＮ·ｍ－１和３２．１３ＫＮ·ｍ＿‘，表现出良好的阻燃性能及力学性能。从阻燃硅橡胶试样燃烧时的照片可以看出，用氯铂酸阻燃时燃烧后的试样保留完整，表面形成一种坚硬的致密外壳，可以通过阻隔外部空气的进入而起到阻燃作用。由ＴＧ分析可以看出，随着聚四氟乙烯和氯锚酸用量的增加，６００℃的残余率逐渐增加。关键诃硅橡胶；高撕裂；阻燃；氯氧化铝；氧氧化镁ⅡＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＳｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｗｉｔｈｈｉｇｈｔｅａｒｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｂｌｅｎｄｉ

6、ｎｇｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｔｈｅｎｙｌｃｏｎｔｅｎｔａｎｄａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｓｉｌｉｃａ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆｒｉｅｎｄｌｙｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｗｉｔｈｈｉｇｈｔｅａｒｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈＷａＳｐｒｅｐａｒｅｄｂｙａｄｄｉｎｇｔｈｅｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｓｓｕｃｈａｓＡＩ（ＯＨ）３，Ｍｇ（ＯＨ）２，ｐｏｌｙｔｅｔｒａｎｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）ａｎｄｃｈｌｏｒｏｐｌａｔｉｎｉｃａｃｉｄ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｆｉｌｌｅｒｉｎｔｈｅｓ

7、ｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒａｎｄｔｈｅａｄｈｅｓｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｆｉｌｌｅｒｐａｒｔｉｃｌｅａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｓｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ）．Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｓｉｓ（ＴＧ）ｗａｓｕｓｅｄｔＯｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｗｅｒｅｉｎｃｌｕｄｅｄｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇ．Ｆｉｒｓｔｌ

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