气相混炼胶(硅橡胶压缩永久变形性能的影响因素)

Posted 2023-05-30

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气相混炼胶(硅橡胶压缩永久变形性能的影响因素)

硅橡胶在常温下的机械性能比通用橡胶低，但在150℃以上的高温下，其机械性能远远优于通用橡胶。通用橡胶虽然在常温下的压缩永久变形值很小（约10%左右），但温度升高后其值猛增，如氟橡胶，150℃时压缩永久变形为40%，丁腈胶、丙烯酸酯胶、氯醇胶150℃时的压缩永久变形则高达50-60%，而硅橡胶的压缩永久变形仅为28%左右，低压缩永久变形硅橡胶则在10%以下。因此，硅橡胶是制作O形圈、垫片、垫圈等密封件和辊筒的良好材料。
硅橡胶由生胶、补强填料、结构化控制剂、硫化剂等原料所组成。各种原料及添加量对硅橡胶的压缩永久变形性能都有一定的影响。不同乙烯基含量的生胶、气相法及沉淀法白炭黑、结构化控制剂、硫化剂及其它添加剂以及混炼胶制备工艺对硅橡胶压缩永久变形性能都有影响。

1、不同乙烯基含量的生胶及对压缩永久变形性能的影响

压缩永久变形有随生胶中乙烯基含量增加而下降的趋势，但乙烯基含量特别高的生胶（如4.6%）压缩永久变形则急剧上升。这是因为高乙烯基含量生胶不耐高温老化所致，胶料已发脆，使其本应降低的压缩永久变形特征根本得不到反映。凡有高乙烯基含量生胶掺混的混炼胶，压缩永久变形都很高，因此，乙烯基特别高的生胶不能选用在低压缩永久变形配方中。

110-1硅胶混炼胶中混用110-2生胶，随着110-2用量的增加，胶料的压缩永久变形性能逐渐改善，硬度逐渐降低，其他性能变化不大；但当生胶110-2用量增到15份时，老化后性能显著下降。综合比较，在硅橡胶混炼胶中加入10份110—2，压缩永久变形得到大幅度降低，同时其他性能得到了保持，特别是老化后性能优异。

2、补强填料白炭黑

不同比表面积气相法白炭黑混炼胶的压缩永久变形变化未有规律性，换言之，气相法白炭黑的比表面积变化对压缩永久变形影响不大。一般来说，压缩永久变形均随着气相白黑添加量的增加而增加，因此，在保障基本物理机械性能的前提下，为保持较好的压缩永久变形性能白炭黑的添加量应越少越好。

沉淀法白炭黑混炼胶的压缩永久变形性能与气相法白炭黑混炼胶具有相同的特点，即压缩永久变形随白炭黑添加量增加而增大。但沉淀法白炭黑混炼胶的压缩永久变形远低于气相法白炭黑混炼胶，一般可认为补强愈好的白炭黑是具有较高的压缩永久变形。因此，沉淀法白炭黑混炼胶更适于用作低压缩永久变形材料使用。

3、硫化剂

不同硫化剂对压缩永久变形性能则有显著的影响。在气相法白炭黑混炼胶中，采用双二四作硫化剂的混炼胶其压缩永久变形性能均比用双二五作硫化剂的有显著下降。因此，气相胶若要获得较低的压缩永久变形应优先采用双二四作硫化剂。

DCP硫化的硅橡胶压缩永久变形和抗撕裂性能较用双二五硫化的硅橡胶的性能优，其它的性能大致相当。

4、耐热助剂

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，因此，添加耐热助剂有利于降低压缩永久变形。

我们知道, 硅橡胶以二氧化硅作为补强剂, 其表面含有大量的硅经基, 这些硅羟基则是硅橡胶主链热重排降解的活化中心。由于主链发生重排降解反应, 致使硅橡胶各种性能变坏, 也同样使硅橡皮的压缩变形变坏。因此，要想减少重排降解反应发生, 必须去掉硅经基, 才能提高硅橡胶的各种性能。

采用硅氮化合物（六苯基环三硅氮烷）消灭硅羟基，可提高硅橡胶250℃的抗压缩变形性能。当其用量少时, 不足以消灭硅羟基, 硅橡皮的压缩变形也就不那么好, 但用量过多, 压缩变形反而变坏。小分子的硅氮化合物由于经不住高温而跑掉了，压缩变形改进效果不明显。甲基硅氮胶和苯基硅氮胶对改进硅橡胶的压缩变形作用也不明显。六苯基环二硅氮烷是比较理想的添加剂，易与羟基反应, 同时经得住较高温度而不跑掉, 所以压变改善效果比较理想。

4、混炼工艺

混炼工艺对压缩永久变形性能有较大影响。随着加热混炼时间的延长，压缩永久变形值呈显著下降之势。延长加热混炼时间对降低压缩永久变形是有效的。

5、其它

结构控制剂对硅橡胶压缩永久变形有影响。

填充填料的种类、形态、用量也会影响硅橡胶的压缩永久变形。