Page 55 - 《橡塑技术与装备》2024年6期
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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


                2.3 离子液改性                                         与白炭黑协同作为橡胶基体的复合填料，并制备橡胶
                    离子液体是指在室温或接近室温温度下呈液体且                         复合材料。结果显示，硅藻土与白炭黑复合使用在橡
                完全由离子组成的熔融盐，其具有零蒸气压，不易挥                           胶复合材料中具有良好的补强效果，并且提高了橡胶
                发、不可燃、导电性强、性质稳定等特点，受到了广                           复合材料的扯断伸长率。
                泛关注   [26] 。                                          闫发辉    [32]  采用六甲基二硅氮烷（HMDS）、
                    高志强等     [27]  通过合成四种不同的离子液体                  KH570 等作为白炭黑的改性剂，以液相原位法制备了
                [BMIM]Br、[BMIM]BF4、[BPy]Br、[BPy]BF4 对白            具有超疏水性能的可分散性纳米二氧化硅，并将其用
                炭黑进行改性处理，并制得硅橡胶胶样。结果表明，                           于硅橡胶补强。结果表明，经改性后纳米二氧化硅粒
                经不同的四种离子液体改性后，白炭黑比表面积与改                           径为 10  nm 左右，粒径大小均一，能均匀地分散在硅
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                性前相比明显降低（改性前比表面积为 150  m /g，改                     橡胶基体中 ；同时改性纳米二氧化硅具有较高的比表
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                性后为 40~70  m /g），其中 [BMIM]BF4 改性白炭黑               面积，增大了其与硅橡胶基体的相互作用面积，从而
                其疏水性由 2.00  mL/g 增加至 3.00  mL/g，与其混炼              有效提高了硅橡胶纳米复合材料的力学性能。
                的橡胶导热系数由 0.178  3 W/（m·K) 提高至 0.299  5                孙宇鹏等    [33]  利用表面活性剂 PEG-400 的双亲性
                W/（m·K)，导热性提高了 67.97%。                            质和对白炭黑良好的亲和性，使用酰基硫代烷基三烷
                    王兵辉等    [28]  采用离子液体 1- 烯丙基 -3- 甲基            氧基硅烷（TPTS）和 PEG-400 协同改性白炭黑，并
                氯化咪唑（AMI）对白炭黑进行表面改性处理，并                           制备橡胶复合材料。结果表明，TPTS/PEG-400 能有
                对改性前后白炭黑的表观形貌表征。通过扫描电镜                            效抑制白炭黑的团聚，提高白炭黑的分散性，并使橡
               （SEM）测试发现经 AMI 改性后，白炭黑的团聚倾                         胶材料的拉伸强度提高 33.6%。
                向减弱，在橡胶复合材料中的分散性提高 ；通过接
                触 角测 试发 现改 性 后白 炭黑 的接 触 角由 12.7° 增 加              3 结语
                至 80.5°，疏水性显著增强 ；通过 BET 比表面积测                         随着有机硅行业应用领域的不断拓展，白炭黑的
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                试发现改性白炭黑的比表面积由 67.84  cm /g 增加至                   需求量也随之快速上升。气相法白炭黑作为硅橡胶重
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                124.28 cm /g，增长率为 83.2%。                          要的补强填料，其应用已深入到各个领域，发展前景
                    翁佩锦等    [29]  采用离子液体三苯基十八烷基膦碘化                十分光明。近年来人们的环保意识不断增强且对绿色
                物（PIL）对白炭黑表面的硅羟基进行活化处理，提供                         生产的愈加重视，低污染、低成本、高分散、精细化
                更多的反应位点，提高硅烷化反应，改善了白炭黑在                           将成为白炭黑的未来发展方向，实现白炭黑工业的高
                橡胶基体中的分散性，并在制备胶样时增强与橡胶基                           性能绿色发展仍待进一步深入研究。
                体间的界面结合。当 PIL 的加入量为 1.5 份时，PIL/
                白炭黑的复合材料模量比 Si69/ 白炭黑的复合材料模                       参考文献 ：
                                                                 ［1］  孙希路，刘春霞，许鑫江，等 . 耐高温硅橡胶的研究进展 [J].
                量提高了 170%。
                                                                      有机硅材料，2018,32(1):66-70.
                2.4 并用改性                                         ［2］  杨洪，申屠宝卿 . 硅橡胶的耐热稳定性 [J]. 合成橡胶工业，
                    并用改性将利用白炭黑与其他材料的亲和性等特                             2005,28(3):229-233.
                                                                 ［3］  Banhart J.Manufacture,characterization and application
                性，通过适当的方法处理制备出复合材料，并将其使
                                                                      of cellular metals and metal foams[J].Prog Mater Sci，
                用在橡胶基体中，从而提高橡胶制品的各项性能。该                               2001,46(6):559-632.
                方法能够综合多种填料或改性剂的优势从而增强橡胶                          ［4］  晨光化工研究院有机硅编写组 . 有机硅单体及聚合物 [M]. 北
                                                                      京 : 化学工业出版社 .1986:239.
                制品的综合性能。
                                                                 ［5］  梅豪正 . 加成型液体硅橡胶的制备及性能研究 [D]. 北京 : 北京
                    黄岩等   [30]  采用离子液体 AMI 改性白炭黑，并与
                                                                      理工大学，2016.
                炭黑并用，协同增强橡胶材料的性能。结果表明，经                          ［6］王鑫 . 硅橡胶耐热性研究进展 [J]. 橡胶参考资料，
                改性后，白炭黑粒子间的相互作用减小，分散性良好，                              2020,50(3):47-48.
                                                                 ［7］  黄文润 . 液体硅橡胶 [M]. 四川 : 四川科学技术出版社 .2009:2-3.
                且与炭黑并用后在橡胶复合材料中的界面作用增强，
                                                                 ［8］  王文旭，黄冰玉，谈利承，等 . 加成型液体硅橡胶的研究进展
                综合力学性能提高。                                             [J]. 应用化学 .2018,35(9):1 005-1 012.
                    张兆红等    [31]  使用经 KH570 原位改性后的硅藻土            ［9］孙明亭 . 以沉淀法白炭黑作补强填料的硅橡胶混炼胶制备工艺


                      年
                2024     第   50 卷                                                                       ·7·
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