耐高温树脂
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MQ树脂的制备以及在硅橡胶中的应用

2021-09-18

MQ硅树脂常用溶胶-凝胶法来制备,其中M链节的主要原料是六甲基二硅氧烷( MM) 或三甲基一氯硅烷,Q链节的原料主要是水玻璃( 硅酸钠)或正硅酸乙酯( TEOS) 。因Q链节原料的不同,主要分为正硅酸乙酯法和水玻璃法。由正硅酸乙酯制得的产物性能较好,但成本较高,限制了其应用范围;水玻璃法原料价廉易得,产物性能也较好,具有较大的市场价值;


硅橡胶具有多种优异的性能,但其压缩强度和撕裂强度等力学性能较差,不能满足工艺的要求,需添加填料对其进行改性增强。MQ硅树脂作补强填料时既能增加橡胶基体强度,又不会使体系粘度增加过快而利于后续操作,并且所制得的硫化胶透明性较好。


MQ 硅树脂中的有机部分能提高其与硅橡胶的相容性,起增粘作用;硅氧链节能提高硅橡胶的力学强度、内聚强度、剥离强度及耐高温性能,起补强作用。加成型硫化硅橡胶主要由含乙烯基的生胶、增强填料、含氢硅油交联剂和铂催化剂组成。在铂催化剂作用下,含乙烯基的MQ 树脂可通过与SiH交联剂发生硅氢加成反应而与生胶产生化学结合,从而形成三维网状结构起补强作用。随着MQ 硅树脂用量的增加,硅橡胶的硬度、拉伸强度、撕裂强度、粘合性能、交联密度都逐渐增大到最适值。其原因在于MQ硅树脂的分子质量相对较小、乙烯基含量相对较高,在硅橡胶中相容性和分散性较好,与硅橡胶发生了化学结合。但当交联密度过大时,交联点分布不均匀,形成应力集中,硅橡胶变得硬而脆,在应力作用下硅橡胶易破裂。固化时间随MQ 用量的增加而延长,这是由于MQ 分子小且乙烯基含量高,能优先与氢基硅油反应,从而延迟了硅氢与乙烯基生胶的反应,直到MQ 消耗完。随着MQ 树脂用量的增加,硅橡胶的介电常数增大到高值而趋近平衡。但MQ 树脂用量过大,硅橡胶交联过度,限制了极性基团的活动,从而使介电常数趋于稳定。但硅树脂的介电性能仍低于一般的橡胶。



缩合型硫化硅橡胶主要由含端羟基或烷氧基的硅橡胶、补强填料、交联剂和催化剂组成。在催化剂或受空气中的水分作用后,交联剂水解生成硅醇,从而与生胶的硅羟基之间发生缩合反应形成三维网状结构,硫化成弹性体。MQ硅树脂与硅橡胶相混时起到增粘补强作用,使硅橡胶具有优异力学性能,但受到电磁辐射、真空紫外照射时,硅橡胶会发生老化、变形、开裂,性能也随之变差。辐照导致硅橡胶质量减少、性能下降的主要原因是在辐照下硫化胶中未反应的低分子物质的逸出,大分子网状结构的断裂,分子链的降解或交联。为使硅橡胶能抗辐射,可以向其中添加抗辐射的填料,如纳米TiO2等。


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