了解硅橡膠制品生產(chǎn)工藝的客戶都知道,在煉制硅橡膠原料時(shí)需要加入一些輔料,比如硫化劑,這是為了增強(qiáng)硅膠硬度性能,使其能耐高溫使用。下面就詳細(xì)介紹下硫化鉀是什么,以及硫化原理。
1、硫化劑
硅橡膠熱硫化用硫化劑主要有有機(jī)過氧化物、脂肪族偶氮化合物、無機(jī)化合物和高能射線,其中有機(jī)過氧化物最為常用。由于有機(jī)過氧化物一般在室溫下比較穩(wěn)定,但在硫化溫度較高時(shí),會(huì)迅速分解生成自由基,從而使硅橡膠發(fā)生交聯(lián)。
這類過氧化物按其活性高低可分為兩種類型:一種為普通過氧化物,其活性較高,可對(duì)各種硅橡膠進(jìn)行硫化處理;另一種為乙烯基專用過氧化物,由于其活性較低,只能對(duì)含有乙烯基的硅橡膠進(jìn)行硫化處理。
2、硫化機(jī)理
過氧化物與硅橡膠的交聯(lián)是在兩個(gè)活化的甲基或乙烯基發(fā)生自由基反應(yīng)時(shí),用過氧化物硫化硅橡膠。
除了常用的過氧化物硫化外,硅橡膠還可利用高能射線進(jìn)行輻射硫化。在生膠中,乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)較高(0.01)或與其他橡膠同時(shí)使用時(shí),也可采用硫黃進(jìn)行輻射硫化,但性能極差。
3、增強(qiáng)劑及其作用機(jī)理
未加固的硅橡膠硫化膠強(qiáng)度極低,僅為0.3 MPa左右,不具有實(shí)用價(jià)值。添加適量的增強(qiáng)劑,可使硅橡膠硫化膠的強(qiáng)度達(dá)到3.9~9.8 MPa,對(duì)提高硅橡膠的性能,延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命具有重要意義。選用硅橡膠增強(qiáng)填充劑時(shí),應(yīng)考慮到硅橡膠在高溫下的應(yīng)用以及用過氧化氫硫化(特別是用酸堿物質(zhì))對(duì)硅橡膠的不利影響。
硅橡膠制品所用的增強(qiáng)填充劑,根據(jù)其增強(qiáng)效果,可以分為增強(qiáng)填充劑和弱增強(qiáng)填充劑,前者顆粒大小在10~50納米之間,比表面積在70~400毫克。1,增強(qiáng)效果更好,后者顆粒大小在300~1000 nm之間,比表面積在30m2?低于g-1,補(bǔ)強(qiáng)效果不佳。
硅橡膠增強(qiáng)填充劑主要是指合成的二氧化硅,也叫白炭黑。石墨化法可以分為氣相法和沉淀法石墨化法。氣相白炭黑是硅橡膠最常用的強(qiáng)化劑之一,用它來補(bǔ)強(qiáng)的膠料其硫化膠具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和電學(xué)性能,可與其他強(qiáng)化劑或弱強(qiáng)化劑同時(shí)使用,以制備不同使用要求的膠料。
相比較而言,用沉淀法白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠料,其機(jī)械強(qiáng)度、介電性(特別是受潮后的介電性)略低于用氣相法白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠料,但耐熱老化性能更好,且混煉膠成本更低。當(dāng)對(duì)硅膠制品的機(jī)械強(qiáng)度要求不高時(shí),可以單獨(dú)使用沉淀法白炭黑,也可以與氣相白炭黑同時(shí)使用。
4、添加劑
(2)結(jié)構(gòu)控制試劑
用氣相白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠料在貯存過程中會(huì)變硬,塑性值降低,加工工藝性能逐漸喪失,這種現(xiàn)象稱為“結(jié)構(gòu)化”效應(yīng)。用來阻止或減少這種“結(jié)構(gòu)化”傾向的配合劑被稱為“結(jié)構(gòu)抑制劑”。構(gòu)造抑制劑一般為含有羥基或硼原子的低分子有機(jī)硅化合物,常用的有二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷、四甲基亞乙基二氧二甲基硅烷、低分子羥基硅油和硅氮烷等。
(2)耐熱添加劑
在硅橡膠中添加某些金屬氧化物或其鹽及某些元素的有機(jī)化合物,可顯著改善熱空氣老化性能,其中以三氧化鐵最為常用,一般用量為3~5份;其他金屬氧化物如錳、鋅、鎳和銅,也有類似的作用。噴霧炭黑(少于1份)的添加量也可以起到增加耐熱性的作用。熱氣老化一般在250~300攝氏度的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,以顯示這些添加劑的作用。
(2)色素
常用的硅橡膠著色劑如下:氧化鐵(三氧化二鐵)紅色,鎘黃(二氧化鎘)黃色,鉻綠(三氧化二鉻)綠色,炭黑(黑色),鈦白(二氧化鈦)白色,群青藍(lán)色。