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硅灰石对陶瓷化硅橡胶性能的影响

来源:江西奥特     发布日期:2019-04-17   |    加入收藏

聚合物的阻燃与耐火在国民消费和生活的诸多范畴中起着至关重要的作用,传统的阻燃材料在持续高温燃烧后,剩余物出现没有机械强度的粉末状,不能持续阻燃。针状硅灰石

陶瓷化聚合物作爲一种新型阻燃资料,于2004 年在澳大利亚进行了商业使用并取得了专利受权 ,这种材料可以在高温燃烧后转变为具有一定强度的陶瓷化壳体,并坚持材料的阻燃性。硅橡胶自身不易扑灭,燃烧时热释放速率低、燃烧速度慢,主链的Si —O 键可以转变为持续且抗氧化的网络状构造,燃烧过程中无有毒气体发生,可以作爲陶瓷化聚合物的基体材料。L. G. Hanu 等在硅橡胶中添加了20% 的云母,燃烧后生成的烧结产物有较高的强度,并提出了陶瓷化转变机理。J. Mansouri 等 研讨了硅橡胶/云母复合资料的热降解行爲,在1 050 ℃ 下烧蚀30min 后构成了连接致密的陶瓷状构造。Z. Pedzich等在硅橡胶中参加100 份硅灰石,烧蚀后剩余物质量分数爲0. 713 。Siska Hamdani 等研讨了无机填料对硅橡胶分解温度和尺寸波动性的影响。

近几年国际学者探究了陶瓷化硅橡胶在电线电缆上的使用,并研讨了其热行爲和微观构造。本工作在硅橡胶中参加硅灰石制备陶瓷化硅橡胶,研讨硅灰石的长径比和用量对硅橡胶物理功能、烧结体的三点弯曲强度和阻燃功能等的影响,并剖析硅橡胶的热波动性和成瓷机理。

硅橡胶硅灰石测试剖析(1 )硅橡胶的物理功能、烧结体的三点弯曲强度、阻燃功能和氧指数均按相应国度规范测试。(2 )TG 剖析:测试条件爲氛围 氮气,温度范围 室温~900 ℃ ,升温速率 20 ℃·min-1 。(3 )SEM 剖析:采用SEM 察看硅灰石的微观构造及硅橡胶烧结体的断面形貌。随着硅灰石用量的增大,硅橡胶的拉伸强度和拉断伸长率减小,且根本属于线性关系,能够是由于含有白炭黑的硅橡胶构成了三维网状构造,硅灰石的参加使得网状构造的无效数量减小。硅橡胶的拉伸功能随两种硅灰石用量的变化趋向相反,硅灰石用量相反时,添加针状硅灰石的硅橡胶的拉伸强度和拉断伸长率略低于添加普通硅灰石的硅橡胶。

随着硅灰石用量的增大,硅橡胶烧结体的三点弯曲强度逐步增大,未添加硅灰石的硅橡胶在燃烧后的产物爲没有强度的粉末状,而参加15 份普通硅灰石的硅橡胶在燃烧后的烧结体爲陶瓷状硬壳,三点弯曲强度爲0. 91 MPa ,标明硅灰石的参加是硅橡胶在烧蚀后可以成瓷的主要缘由。硅橡胶烧结体的三点弯曲强度随两种硅灰石用量的变化趋向相反,硅灰石用量相反时,添加普通硅灰石的硅橡胶烧结体的三点弯曲强度高于添加针状硅灰石的硅橡胶烧结体,能够是由于普通硅灰石的均匀粒径较小,在硅橡胶基体中的散布较爲平均。 随着硅灰石用量的增大,添加普通硅灰石的硅橡胶的氧指数先疾速增大,之后趋于不变;而添加针状硅灰石的硅橡胶的氧指数不断增大。当硅灰石用量超越30 份后,添加针状硅灰石的硅橡胶的氧指数开端分明高于添加普通硅灰石的硅橡胶,硅灰石用量均爲75 份时,添加针状硅灰石的硅橡胶的氧指数爲39. 3 ,比添加普通硅灰石的硅橡胶高5. 4 。可以看出,硅灰石的参加可以分明进步硅橡胶的阻燃功能,而针状硅灰石的阻燃功能愈加优异。 热波动性 从图和表可以看出:未添加硅灰石的硅橡胶的热波动性很差,在468 ℃ 时开端分解,剩余物质量分数爲0. 226 ;参加30 份普通硅灰石,硅橡胶的初始分解温度根本不变,最大分解速率下降,最大分解速率温度降低,剩余物质量分数爲0. 592 ,是未添加硅灰石的硅橡胶的2. 6 倍;持续增大普通硅灰石用量,最大分解速率温度下降;普通硅灰石用量增大到60 份时,剩余物质量分数到达0. 637 。添加30 份针状硅灰石,硅橡胶的初始分解温度进步到491 ℃ ,最大分解速率远低于未添加硅灰石和添加30 份普通硅灰石的硅橡胶,最大分解速率温度到达690 ℃ ,同时熄灭后的剩余物质量分数增大;持续增大针状硅灰石用量,硅橡胶的热波动性改善效果并不分明。硅灰石的参加可以分明进步硅橡胶的热波动性,使硅橡胶的分解温度降低,分解速率降低,剩余物质量分数增大。

针状硅灰石的改善效果优于普通硅灰石,随着硅灰石用量的增大,硅橡胶的热波动性有所进步,但变化不大。 烧结体的微观构造硅橡胶烧结体断面的微观构造如图所示。从图可见,未添加硅灰石的硅橡胶的断面出现分散的聚会体,爲硅橡胶基体低温下分解生成的二氧化硅粉末,标明单纯的硅橡胶在低温烧蚀下不能构成陶瓷化转变。在添加硅灰石的硅橡胶断面中能察看到分明的硅灰石颗粒,这些颗粒平均地分散在延续的硅橡胶基体中,标明添加硅灰石的硅橡胶可以在高温烧蚀下构成延续、致密的陶瓷状物质。关于硅橡胶陶瓷化转变的机理,以为是硅橡胶基体在高温下发作分解,生成的二氧化硅可以和硅灰石发作共晶反响,在硅灰石颗粒的边缘构成一种液相共熔体,随着烧蚀温度的降低和时间的延伸,共熔体不时分散,在二氧化硅颗粒和硅灰石颗粒之间起桥接作用,冷却后在硅橡胶基体外表构成致密的陶瓷状硬壳。随着硅灰石用量的增大,烧蚀后构成的液相共熔体增多,衔接的二氧化硅颗粒和硅灰石颗粒也会增多,使得烧结体的硬度更大。 结论随着硅灰石用量的增大,硅橡胶的阻燃功能和热波动性进步,分解温度降低,剩余物质量分数增大,分解速率降低,高温下构成的烧结体的弯曲强度增大,致密性改善。硅灰石用量相反时,添加针状硅灰石的硅橡胶的阻燃功能和热波动性愈加优异。针状硅灰石用量爲60 份时,硅橡胶的综合功能最佳。针状硅灰石粉

 
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