Page 54 - 《橡塑技术与装备》2024年6期
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橡塑技术与装备                                          CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT

             的硅羟基（Si—OH）残留。残留在内部的硅羟基对产                         最好。
             品的性能影响不大。但残留在二氧化硅表面的硅羟基                               孙豪等   [20]  通过在生胶及硫化剂中添加结构化控制
             活性很高，其与液体硅橡胶的基础聚合物浸润性不佳，                          剂和白炭黑，并制得热硫化硅橡胶制品，研究了不同
             还容易与硅橡胶中的氧形成氢键，导致配制的胶料随                           结构化控制剂（羟基硅油（OH-PDMS）、端羟基甲基
             着时间的延长，流动性下降，产生 “ 结构化 ”，从而                        苯基硅油（OH-PMPS）、六甲基二硅氮烷（HMDS））
             影响其加工性能和使用效果            [13~14] 。                 对硅橡胶性能的影响。研究结果表明，当 HMDS、
                                                               OH-PDMS、OH-PMPS 三者协同使用时，硅橡胶的
             2 白炭黑改性方法                                         硬度、撕裂强度、回弹性、耐热性、拉伸强度和扯断
                 目前较为认可气相法白炭黑对硅橡胶的补强机理                         伸长率等性能提升效果最佳。
             是聚硅氧烷分子和白炭黑表面羟基形成了物理吸附或                           2.2 偶联剂改性
             化学键结合，构成了三维网络结构，限制了原本硅橡                               偶联剂改性是目前应用最广的改性方法之一，能
             胶聚硅氧烷分子链的形变，从而达到补强效果                    [15] 。为   够增强有机物与无机物之间的亲和力，并强化提高复
             防止 “ 结构化 ” 效应，需要在使用过程中加入结构化                       合材料的物理化学性能，具有改性效果好、反应可控
             控制剂或对气相法白炭黑进行表面改性处理，其目的                           性强等优点。
             在于减少白炭黑表面的羟基，提升白炭黑在橡胶基体                               崔凌峰等     [21]  分别采用双—［γ—（三乙氧基硅）
             中的分散性，增强白炭黑表面的疏水性和亲油性，提                           丙基］四硫化物（Si69）、乙基三甲氧基硅烷（11-100）、
             高加工性能和贮存稳定性           [16] 。                      γ- 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）改性
             2.1 结构化控制剂改性                                      白炭黑，并比较了这三种偶联剂对白炭黑改性效果的
                 为防止 “ 结构化 ” 效应，有效的解决办法是向硅                     影响。结果表明，经不同偶联剂改性后，白炭黑在橡
             橡胶中加入结构化控制剂，使其与白炭黑表面的羟基                           胶基体中的分散性均明显提高，其中 Si69 的改性效果
             发生作用，减少白炭黑表面的羟基基团。                                最好，硫化胶的硫化特性最佳。
                 李露等   [17]  采用六甲基二硅氮烷（HMDZ）和水                     欧阳舴艋等      [22]  以羟基硅油（HSO）和 γ- 甲基
             对气相法白炭黑进行了表面改性处理，比较了“一步                           丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）为白炭黑
             法”工艺与“两步法”工艺制备硅橡胶样品性能的影                           的前驱体表面改性剂，并将改性后的白炭黑与双组分
             响。结果表明，“两步法”工艺能够使白炭黑分散的                           加成型液体硅橡胶复合制得复合硅橡胶材料。结果表
             更加均匀，使用 HMDZ 对白炭黑改性前后添加量为                         面，将 HSO 与 KH570 同时接枝到白炭黑表面后，白
             7:3 时，制得的硅橡胶样品拉伸强度为 8.1 MPa、断裂                    炭黑外部轮廓呈非球形的不规则边缘，大幅度提高了
             伸长率为 405%、撕裂强度为 39.98  kN/m，透光率为                  白炭黑的分散性，其疏水性通过接触角测试可达到
             87.1%，雾度为 7.13%，制得的硅橡胶样品性能更好。                     105.12°。
                 Song Y 等  [18]  以六甲基二硅氮烷（HMDS）为修                  刘博文等    [23]  以 γ- 氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）
             饰剂，分别用原位改性和非原位改性手段对 SiO 2 进行                      为表面改性剂，无水乙醇为分散剂对白炭黑表面进改
             处理，并将其用于补强硅橡胶。结果显示，原位改性                           性处理。结果显示，经改性后白炭黑表面羟基数量明
             更有利于得到形状不规则且分散良好的 SiO 2 ，比表面                      显减少，在水中的平均粒径为 75  nm，亲油化度值为
             积是非原位 SiO 2 的两倍多 ；且原位改性 SiO 2 补强硅                 41.2%，有效改善了白炭黑的分散性。
             橡胶的力学性能和热稳定性更好。                                       Fang  X 等  [24]  用缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷
                 吴文明等    [19]  研究了结构化控制剂甲基苯基乙烯基               （GPTMS）和十二胺（DDA）作为改性剂，处理气相
             硅油（VPMDS）、羟基硅油（OH-PDMS）和六甲基                       二氧化硅并引入了环氧基，得到超疏水性 SiO 2 （接触
             二硅氮烷（HMDS）对白炭黑在混炼胶中分散性的影                          角高达 160.2°）
             响。其结果表明，当将 VPMDS 与 HMDS 复配作为硅                         李启坤等    [25]  用 γ －巯丙基三乙氧基硅烷（KH580）
             橡胶基体的结构化控制剂时，能够有效减少白炭黑白                           对白炭黑进行表面改性处理，发现当偶联剂用量为
             表面的羟基基团，减弱 “ 结构化 ” 效应，使白炭黑在                       0.5% 时，改性后白炭黑表面硅羟基减少，疏水性能增
             硅橡胶中分散的更加均匀，且硅橡胶制品的热稳定性                           强，比表面积和吸油率下降，粒径分布更为集中。

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