Применение 7 категорий нанопорошковых материалов в жидком силиконовом каучуке
Жидкая силиконовая резина в основном состоит из основных полимеров, армирующих наполнителей, сшивающих агентов и различных вспомогательных веществ в определенной пропорции для приготовления базовой резины с самовыравниванием и тиксотропией, а затем смешивается с воздухом при комнатной температуре или в условиях нагрева. Эластомеры, образованные при контакте с влагой или со сшивающими агентами.
Поскольку физические и механические свойства чистого жидкого силиконового каучука очень плохи, его обычно необходимо усиливать и модифицировать для удовлетворения потребностей практического применения. Среди них добавление армирующих наполнителей, несомненно, является наиболее лаконичным и удобным методом. Обычно используемые нанонаполнители представляют собой нанокремнезем, нанокарбонат кальция, органический монтмориллонит, углеродные нанотрубки и графен, нанооксид цинка, нанодиоксид титана, карбид кремния, оксид алюминия и наносеребряные проволоки.
1. Нанокремнезем
Методы синтеза нанокремнезема в основном основаны на газофазном методе и методе осаждения. Нанокремнезем, полученный газофазным методом, имеет небольшое количество поверхностных гидроксильных групп, однородный размер частиц и хорошую диспергируемость. Чжу Жиминь и др. использовали пирогенный кремнезем в качестве армирующего наполнителя и обнаружили, что после добавления 10 частей кремнезема физико-механические свойства жидкого силиконового каучука значительно улучшаются, а твердость по Шору А, прочность на растяжение и прочность на сдвиг могут достигать 40 соответственно. , 1,6 МПа, 1,4 МПа; нет значительного изменения прочности на сдвиг после старения.
Из-за более высокой стоимости коллоидального кремнезема интерес представляет более дешевый осажденный кремнезем. Содержание воды в осажденном кремнеземе выше, а поверхностное гидроксильное число намного выше, чем у коллоидального кремнезема, что делает поверхностную активность осажденного кремнезема очень высокой, и его легко агломерировать, что не способствует диспергированию. в резиновой матрице. Для решения этой проблемы обычно используют физические или химические методы модификации его поверхности, чтобы предотвратить возникновение агломерации и улучшить ее диспергируемость.
2. Нанокарбонат кальция
Нанокарбонат кальция имеет преимущества небольшого размера частиц, большой удельной площади поверхности, высокой поверхностной активности, большого количества заполнения и удобной обработки. , Нанокарбонат кальция широко используется в жидком силиконовом каучуке в качестве обычного армирующего наполнителя.
3. Органический монтмориллонит (ОММТ)
Монтмориллонит (ММТ) представляет собой типичный слоистый силикат и является относительно распространенным армирующим наполнителем в резиновой промышленности. Для улучшения совместимости ММТ с силиконовым каучуком его обычно органически модифицируют для получения ОММТ. Исследование показало, что OMMT может быть хорошо диспергирован в матрице силиконового каучука, что значительно улучшает физические и механические свойства силиконового каучука.
4. Углеродные нанотрубки (УНТ)
Благодаря большому соотношению сторон, высокому модулю, чрезвычайно высокой ударной вязкости и низкой плотности УНТ всегда привлекали к себе внимание, поэтому исследования УНТ в области армирования жидким силиконовым каучуком становятся все более обширными.
5. Графен
Графен представляет собой своего рода двумерный наноматериал с гексагональной структурой решетки, образованный sp2-гибридизацией атомов углерода. Он обладает отличными электрическими, термическими и физико-механическими свойствами, имеет стабильные характеристики, широкий спектр источников и простоту приготовления. , является идеальным функциональным наполнителем.
6. Нанооксид цинка
ZnO является широко используемым активатором вулканизации в резиновой промышленности, а также может использоваться в качестве наполнителя для улучшения физико-механических свойств и теплопроводности материалов.
Теоретически уменьшение размера частиц ZnO и увеличение удельной поверхности полезно для повышения реакционной способности, поэтому нано-ZnO можно использовать в качестве функционального армирующего наполнителя для жидкого силиконового каучука. Кроме того, ZnO также является хорошим средством защиты от УФ-излучения с антивозрастными свойствами. Модифицированный ZnO также может придавать силиконовому каучуку новые свойства, такие как самоочищающиеся свойства.
7. Нанодиоксид титана
Нано-диоксид титана характеризуется меньшим количеством поверхностных дефектов, большим количеством неспаренных атомов и большой удельной поверхностью. Когда он используется для усиления резины, он склонен к физическому или химическому связыванию и увеличивает количество поперечных связей, что полезно для улучшения физических и механических свойств резиновых материалов. После воздействия внешней силы в поле напряжений нанодиоксид титана вызывает микродоменную деформацию в матрице для поглощения энергии, а резиновый материал проявляет хорошую радиационную стойкость.
Другие функциональные армирующие наполнители В дополнение к вышеупомянутым функциональным наноармированным наполнителям существует множество других типов армирующих наполнителей, таких как карбид кремния, оксид алюминия, наносеребряные проволоки и т. д. Эти армирующие наполнители могут не только эффективно улучшать физические свойства жидкого силиконового каучука. Механические свойства также могут придавать некоторые особые свойства.