王雪新硅橡胶密封条的改性研究.doc

硅橡胶密封条的改性进展 化学与材料科学系 09级高分子材料与工程专业姓名：王雪新学号 介绍了有机硅密封条的生产工艺和主要改性方法，重点介绍了基于发泡材料的海 绵体有机硅密封条和表面改性的纳米材料增强的有机硅密封条。对密封条的发展前景进行了 展望。 关键词：有机硅、密封条、发泡、纳米材料、综述 硅橡胶是指主键以Si-O单元为主，以有机基因为侧基的一类线形聚合物， 是分子链兼具无和有机性质高分子弹性材料。有机硅橡胶结构屮含有Si-O键，其 键能高达425 kJ/moL。远远大于C-C键能和C-0键能，因此其稳定性好。且聚 硅氧烷分子体积大，内聚能密度低，使它具有优异的耐候性、耐玷污性、耐高低 温性，高度的疏水性和良好的透气性等n1。能在-60-200°C范围内长期使用，其力 学性能如拉伸强度、撕裂强度、伸长率、硬度等改变很小，安全可靠，耐候性好， 使用寿命长，因此广泛应用于建筑、电子、汽车等行业［24］。 一、有机硅橡胶的发展 有机硅橡胶的发展和利用在高分子材料中是比较晚的，但有机硅材料凭借其 优异的性能的到了迅速发展。硅橡胶分子结构式为： 其中R、R均为有机基因，而尤以甲基乙烯基硅橡胶应用最广门。 1940年，G. Rochow发明了用硅和氯甲烷直接合成甲基氯硅烷的方法，开 始了实验室向工业化生产的转化。1944年最早由美国General Eleatric公司合成 制二甲基硅院，冋吋美国Dow Coming公司研究橡胶的合成技术，并于1945年 以商品硅橡胶SR-73和SR-74问世，但产品质量极差，至1948年厂E. Nyde 等人得到高质量的合物将其取代，由气相法自炭黑作为补强体系，有机过氧化物 硅硫化催化，从而使硅橡胶的广泛应用成为可能。1948年甲基乙烷基硅橡胶研 制成功。1951年又开发成功苯基硅橡胶，该橡胶能在-10(TC使用，随之又研究幵 发出室温硫化硅橡胶，从而使硅橡胶在技术上趋于完善。随后又开发出聚炭硼烷 硅氧烷橡胶，可在400°C下长期使用。我国在60年代初期开始研宄硅橡胶，并 先后投入生产，2007年，全国拥有自主知识产权的企业近20家，生产能力达到 5万t，并以30%的速度递增，应用领域进步拓宽。 有机硅在的密封条中的应用有许多优异性能： ①优异的耐寒性和耐热性：硅橡胶可以在-70°C-250°C屮长期使用，而三元 乙丙橡胶(EPDM)、PVC和热塑性弹性体(TPE)的耐候性均不如有机硅。 ?良好的耐老化性，硅橡胶的天然老化性和耐臭氧老化性均优于已知其他 橡胶和高弹性体。硅橡胶并具有机及无机的高分子材料性能，因其表而能低，与 有机物不粘附，在日晒雨淋、水和臭氧的作用下，置室外经30年老化，性能也 无明显下降。同吋硅橡胶有憎水、密封、持久等性能。 ?出众的压缩变形性、弹性，其他橡胶及槊料无法比拟，硅橡胶在邵氏 30A-85A之间任意调整，使其达到最佳密封性能。 ?良好的生理惰性、无毒无味。有研宂表明：硅橡胶的氧透过率是天然胶 的25倍，是IIR的428.6倍，硅橡胶对二氧化硫等有害气体的渗透率比其他硅橡 胶更低，这种性能使有硅橡胶密封条在汽车、建筑工业的应用存在巨大的优势。 二、密封条的发展现状和市场需求 2.1密封条生产的工艺流程 橡胶密封条是由橡胶生产而成的密封条。主要应用于汽车、机械、门窗等领 域，起到防尘、防虫、防水、固定、隔音、减震、密封等作用。其中尤以在汽车 工业上的应用最广、利润最高、技术含量高。 目前，国内用于生产密封条的主要原料主要有：EPDM、PVC和TPE，其屮 在中高档产品中主要使用三元乙丙橡胶密封条。低档产品和建筑物门窗主要使用 PVC密封条，但PVC的耐候性、耐高温、透气性均还有待提高。硅橡胶（SiR） 密封条由于拉仲断裂强度的问题f51 （国家标准GB2002-8规定用于建筑物的硅橡 胶密封条的最低拉伸断裂强度27.5MPa）,但硅橡胶密封条在热空气老化能、抗 紫外线和热收缩率等方面均有无与伦比的有点。 汽车密封条的生产加工工艺主耍分为两大类：一、以橡胶为原材料的密封条 产品这类产品的加工工艺包括橡胶混炼工艺（两段式炼胶）、多种材料复合挤出 工艺（硬胶、软胶彩、胶海绵胶、金属骨架、加强线等）、加热硫化工艺（微波 硫化、热空气硫化、玻璃微珠沸腾床硫化、盐浴硫化、硫化罐硫化等）、后加工 工艺（裁断、硫化接头、静电植绒、表面喷涂、粘接等）；二、以塑料和TPE为 原材料的密封条产品这类产品不需耍加热硫化，工艺产品挤出后仅需冷却成型、 生产线比较短、设备也相对简单。纯胶的加工流程［6］，如图1。 共挤出成型热冲击定预热微波加热第一硫化段植绒涂胶粘剂表面活化牵引输送表面冷却固话和后硫喷涂冷却牵引输送在线姑孔定长切割胶带贴合 共挤出成型 热冲击定 预热 微波加热 第一硫化