硅橡胶复合材料界面作用及性能的影响.pdf

《硅橡胶复合材料界面作用及性能的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、力口工·应用合CH成IN橡A胶工SY业NT，2H0E1T5I—C05R一Ul5BB，3E8R(3)I：N2D00US～T2R0Y5硅烷偶联剂对纳米二氧化硅／硅橡胶复合材料界面作用及性能的影响陈玉刚，李晓，赵慧欣，汪程红，张卫英’，石耀刚(i．福州大学化学化工学院，福州350108；2．中国工程物理研究院化工材料研究所，四川绵阳621900)摘要：利用单官能团偶联剂六甲基二硅氮烷(HMDS)及双官能团偶联剂一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH一570)分别对纳米SiO，进行表面改性，制备了改性SiO，／甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)复合材料，研究了2种偶联剂对SiO，的改性效果，表征了改性Si

2、O，在MVQ中的分散状态，且考察了2种偶联剂对复合材料结合胶、动态力学性能、交联密度及拉仲性能的影响。结果表明，HMDS和KH一570都能实现对SiO，改性接枝，且2种改性SiO，具有相同的摩尔接枝率；HMDS改性SiO。分散于基体中，且存在一定量团聚体，而KH一570改性SiO，的分散性较好，部分达到原生粒子级分散，颗粒与基体相容性提高；低应变条件下，SiO，经改性后，复合材料的储能模量(G)和损耗因子(tan下降，且KH一570改性体系的G低于HMDS改性体系，而tan高于HMDS改性体系；在高应变条件下，未改性与改性SiO／MVQ复合材料的G趋于一致，而KH一570改性体系的tan低

3、于HMDS改性体系；改性SiO2／MVQ复合材料具有更高的交联密度和拉伸性能，且KH一570改性体系的交联密度和拉伸性能均高于HMDS改性体系。关键词：硅烷偶联剂；表面改性；二氧化硅；甲基乙烯基硅橡胶；结合胶；动态力学性能；交联密度；拉伸性能中图分类号：TQ333．93文献标志码：B文章编号：1000—1255(2015)03—0200—06气相法纳米白炭黑(SiO，)作为一种传统的增MVQ中的分散状态，考察了2种偶联剂对复合材强填料广泛地应用于橡胶工业，然而由于SiO，内料结合胶、动态力学性能、交联密度及拉伸性能的部的硅氧键和外表存在的活性硅醇基使其呈亲水影响。性，在橡胶中难以浸润和分散

4、，为此需要对SiO，进行表面改性，使其表面性质发生改变，在硅橡胶1实验部分中能够很好地分散，提高其应用性能和增强效1．1原材料果。纳米SiO，填充硅橡胶的增强效果主要纳米SiO，德国Wacker公司产品。MVQ，深依赖于填充颗粒间及基体和填充颗粒间的相互作圳市华灿硅橡胶科技有限公司产品。HMDS、用；而填料和橡胶之间较强的界面作用能够提高KH～570，均为南京曙光化工集团有限公司产品。基体交联密度、促进结合胶的形成以及使得填料过氧化二异丙苯(DCP)，成都格雷西亚化学公司表面形成聚合物玻璃化层。本工作利用单官能团产品。无水乙醇、甲苯，均为分析纯，成都联合化偶联剂六甲基二硅氮烷(HMDS)及

5、双官能团偶联工试剂所产品。剂一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH一570)对SiO进行表面改性，制备了改性SiO，／甲收稿日期：2014一O1—03；修订日期：2015一Ol一15。作者简介：陈玉刚(1987～)，男，山东莱芜人，硕士研究生。基乙烯基硅橡胶(MVQ)复合材料，研究了2种偶主要从事硅橡胶增强方面的研究，已发表论文1篇。联剂对SiO：的改性效果，表征了改性SiO在通讯联系人。第3期陈玉刚等．硅烷偶联剂对纳米二氧化硅／硅橡胶复合材料界面作用及性能的影响1．2实验方法溶液为溶剂时测得紧密结合橡胶含量，两者之差HMDS表面改性SiO，将纳米SiO：加入甲为疏松结合橡胶含量。苯溶剂中

6、，超声后机械搅拌，充分分散后加入定量动态力学性能用美国Alpha公司生产的RPA的HMDS，于100℃回流反应4h，所得产物用无2000型橡胶加工分析仪(RPA)进行应变扫描。水乙醇洗涤3～4次，真空干燥待用。扫描电子显微镜(SEM)分析用英国KH一570表面改性SiO，称取一定量的偶Camscan公司生产的Apollo300型SEM对纳米联剂KH一570，加入去离子水并用草酸溶液调节SiO，的粒子大小、形貌及其在硅橡胶中的分散状pH值为4～6，常温下搅拌进行水解反应。将纳况进行观察。米SiO，均匀分散到甲苯溶液中，然后缓慢滴加充交联密度精确称取0．5g的硫化胶试分水解的KH一570，于1

7、10c《二回流反应4h，所得样，用细绳将试样悬挂在甲苯溶剂或甲苯一氨水产物用无水乙醇洗涤3—4次，真空干燥待用。溶剂中，使之不与容器壁接触，浸泡溶胀72h后SiO，／MVQ混炼胶的制备将表面改性的取出(每24h更换1次溶剂)，吸干试样表面的溶SiO，与MVQ置于美国ThermoFisher公司生产的剂，迅速称其质量()，在100℃下干燥至恒定HaakePolylabOS型Haake流变仪中于90℃充分质量(W)，以溶胀试