Page 53 - 《橡塑技术与装备》2024年6期

理论与研究 龙巧 等·加成型液体硅橡胶用白炭黑改性研究进展

加成型液体硅橡胶用白炭黑改性

研究进展

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龙巧 ，王岩 ，李菲 ，李利娜 ，程杰 1
(1. 河南驼人医疗器械研究院有限公司，河南 长垣 453000 ；
2. 河南驼人中科医疗科技有限公司，河南 长垣 453400)
摘要 ： 气相法白炭黑作为一种性能优异的补强填料，在硅橡胶领域有着广泛的应用，但白炭黑在基体中的分散性不佳会影响
其补强效果，一定程度上限制了其应用。介绍了白炭黑的补强机理及改性方法，并对未来白炭黑的研究方向进行了展望。
关键词 ： 白炭黑 ；表面改性 ；偶联剂 ；加成型液体硅橡胶
中图分类号 ： TQ333.93 文章编号 ： 1009-797X(2024)06-0005-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.06.002

0 前言 逐步取代传统的混炼硅橡胶制品。
硅橡胶是一种分子链兼具无机和有机性质的高分 未添加任何补强成份的硅橡胶在硫化后分子链
子弹性体，其分子主链由硅和氧原子交替组成，硅氧 之间的相互作用力较弱，力学性能很差，不超过 0.4
键的键能为 370 kJ/mol，比碳碳结合键的键能（240 MPa，没有实际用途，所以硅橡胶必须补强后才能得
kJ/mol）要大得多 [1~3] 。与天然橡胶相比，硅橡胶是 到广泛的应用 [9~10] 。采用适当的补强填料对硅橡胶补
人工合成的有机硅聚合物，硫化后成为网状结构的弹 强后可使交联硫化后硅橡胶制品的强度达到 14 MPa，
性体 [4] ，具有突出的热稳定性、耐酸碱性以及良好的 补强率高达 40 倍，远超其他橡胶材料的强率（1.4~10
耐候性、电绝缘性。硅橡胶制品兼具优异的生理惰性 倍）。因此，选择合适的补强剂对硅橡胶的综合性能具
和生物安全性，在医美、医疗卫生、医疗保健、日常 有决定性意义 [11] 。目前，硅橡胶中应用较多的无机填
生活等领域的应用越来越广泛 [5] 。除此之外，硅橡胶 料主要有 ：白炭黑、石英粉、硅藻土、二氧化钛、氧
还具有无毒、无害、环保等特点，属于环境友好型绿 化锌和碳酸钙等 [12] ，其中白炭黑因具有粒径小，比表
色产品，是国家 “ 十二五 ” 推广的新材料，因此近年 面积大的特点，是公认的对硅橡胶具有最好补强效果
来对硅橡胶的引起众多专家学者的关注 [6] 。 的填料。
白炭黑是一类轻质无定形的二氧化硅，有气相法
1 硅橡胶性质及填料类型 白炭黑和沉淀法白炭黑之分。气相法白炭黑在常态下
按照交联硫化机理的不同，硅橡胶可分为加成型、 为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子，通常以
缩合型和过氧化物型等。其中加成型液体硅橡胶在硫 聚集体形式存在，其二氧化硅质量分数在 98% 以上，
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[7]
化过程中不产生副产物，具有收缩率极低、生物相容 平均粒径 5~20 nm，比表面积 100~400 m /g 。气相
性好等特点 [7] ，在电子电气、汽车、医疗等领域均存 法白炭黑一般由卤硅烷在氢、氧火焰中高分解，生成
在广泛的应用。加成型液体硅橡胶经硫化后，其物理 SiO 2 粒子，然后骤冷，再经部分后处理工艺获得。在
机械性能等都可超过混炼硅橡胶的水平，能够采用注 制备过程中二氧化硅表面或者聚集体内部有会有大量
射成型设备将双组分精确混合，并注射到模具中，加
热快速硫化，可实现工业化生产 [8] ，具有加工成本低、 作者简介 ：龙巧（1998-），女，本科，主要从事硅橡胶改
性方面的研究工作。
生产效率高、节能等优点，所以液体硅橡胶制品正在
收稿日期 ：2023-10-12

年
2024 第 50 卷 ·5·