甲基乙烯基硅橡胶混炼胶压缩永久变形性能的改善 2

甲基乙烯基硅橡胶混炼胶压缩永久变形性能的改善

甲基乙烯基硅橡胶是以硅-氧键为主链的有机硅化合物，侧基由甲基、乙烯基取代基构成。它的分子主链是由硅原子和氧原子交替组成(-si-o-si-)的硅氧键，其键能达

370kJ/mol，比一般橡胶的碳碳结合键能(240kJ/mol)要大很多，因此其结构决定了硅橡胶有具有很好热稳定性及绝缘、耐天候老化性。这是硅橡胶广泛地应用在电力、电气、

汽车、机械及其他行业中。

目前国内大多数橡胶加工企业都使用预混炼胶来制作橡胶制品，这种生产方式改进了传统的开炼机混炼工艺，降低了劳动强度，提高了劳动效率，同时避免了因白炭

黑飞扬而造成的环境污染，但硅橡胶混炼胶的压缩永久变形性能较差，在密封制品领域内很难大规模应用，为了拓宽混炼胶的使用范围，需改善其力学性能，尤其是压缩永

久变形性能，我们对此进行了一些技术改进。

1 实验部分

1.1 原材料

硅橡胶预混胶，南京产；甲基乙烯基硅橡胶110-2，吉化公司合成橡胶厂；氧化铁130，市售；硫化剂DCP，双-2，5，市售；常用助剂，市售。

1.2 主要设备及仪器

XK-160型双辊筒开炼机，广东湛江机械厂；50t平板硫化机，湖州橡胶机械厂生产；ZMGL250拉力实验机，江都明珠试验机厂生产；401A型老化实验箱，大连干燥箱厂生产。

1.3 试样制备

胶料在开炼机上进行混炼，基本工艺：硅橡胶混炼胶→硅橡胶110-2→氧化铁→硫化剂→耐热添加剂，混炼均匀，薄通后下片，停放至少24h后硫化试样。

胶料在平板硫化机上硫化。试片硫化条件：160℃×10min，压力10-12MPa；试样(Φ10×10)硫化条件：160℃×15min，压力10-12MPa。

二段硫化在老化试验箱中进行。常温→150℃×1h→(1h)→200℃×4h，鼓风。

1.4 性能测试

按GB/T 528-1998，GB/T 531-1999测量硫化硅橡胶试样的物理机械性能；按GB/T 7759-1987测量试样的压缩永久变形性能；按GB/T3512-2001测量其热空气老化性能；抗撕裂性能按GB/T 529-1999测试，采用直角型试样。

2 结果与讨论

2.1 不同硫化剂的影响

从硅橡胶热老化过程的规律出发，提高硅橡胶热稳定性即提高硅橡胶的抗氧化降解能力，可从生胶结构和混炼胶配合两方面考虑，主要途径有：①防止硅橡胶有机侧基的氧化分解引起交联和降解，改变侧基钓结构，如引入苯基等；②防止主链环化解聚引起降解，主链中引人大体积链段，如碳硼烷基、苯撑基、苯醚撑基、环二硅氮烷基等；③防止硫化胶中交联链断裂，使硫化胶中含有比C-C键更高热氧化稳定性的交联键；④添加耐热添加剂防止侧链氧化交联和主链环化解聚，如Fe2O-3，CeO2等，提高硅橡胶侧基的热氧化稳定性，六苯基环三硅氧烷、硅氮橡胶等可以防止主链的环化解聚。

使用2种不同硫化剂的硅橡胶胶料的性能对照，见表1。

表1 2种不同硫化剂的硅橡胶性能表

硫化剂邵尔A硬度拉伸强度，MPa 拉断伸长率，% 拉断变形，% 撕裂强度，Mpa 压变，%(200℃×48h，30%) 250℃×72h老化后邵尔A硬度，度拉断伸长率，%

双-2，5 48 7 400 5 14 65 40 360

DCP 50 6 330 8 21 56 432 250

试验配方；预混胶，100；Fe2O3，5：硫化剂，1.0。

从表1可以看出，DCP硫化的硅橡胶压缩永久变形和抗撕裂性能较用双-2，5硫化的硅橡胶的性能优，其他性能大致相当。压缩永久变形性能较优，表明该胶料在高温下的抗氧化能力强，故试验胶料硫化剂选用DCP。

为了进一步改善混炼胶的压缩永久变形性能，从增加生胶用量，选择合适的硫化剂用量以及添加耐热助剂上着手，以提高胶料在高温下抗氧化降解能力。

叶定雷

2014年2月28日