无机填料对硅橡胶基耐热复合涂层的影响

以硅橡胶为基体,添加无机填料制备的耐热涂层在耐热防腐方面有重要应用前景。采用自制改性硅橡胶作基体,添加不同配比的高岭土、二氧化硅和氧化铝,制备了复合涂层。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察了硅橡胶基体中无机填料的分散状况,采用热重分析仪(thermogravimetric analyzer,TGA)对复合涂层的热解温度和失重率进行了分析。结果表明:在复合体系中,无机填料与基体的相容性较好,分散均匀;与基体材料相比,无机填料的添加可有效提高复合材料的耐热性。填料质量分数为20%的复合涂层,其在800℃时质量残留率比自制改性硅橡胶的基体提高了10%以上。

基于简易冲击分解模型的爆轰驱动硅橡胶数值模拟及实验解读

为了反映爆轰驱动下硅橡胶发生冲击分解反应的物理过程,提出了一种简易的硅橡胶冲击分解模型。基于该模型,对爆轰驱动含硅橡胶夹层钢板实验进行了模拟,并分析解读了钢板的自由面速度。结果表明,实验中硅橡胶发生了冲击分解反应,导致钢板的自由面速度曲线出现了首次起跳中间速度平台及首次起跳速度峰值降低的现象。受硅橡胶冲击分解影响,首次入射波压力将在临界冲击分解压力附近弛豫一段时间,再继续升高至最高压力。该压力波作用于钢板的自由面后,出现了自由面速度在中间速度平台停留一段时间,之后继续升高至速度峰值的现象。硅橡胶冲击分解后的气相物质可压缩性较高,首次加载波内较多的能量被用于压缩气体做功,导致首次波传播至自由面时能量衰减,峰值压力降低,首次起跳速度峰值降低。

电缆附件用二元复合硅橡胶电气性能及机理分析

分子链结构对硅橡胶的电气绝缘性能具有较大影响,本文通过实验与分子模拟相结合的方法,探究不同比例、不同种类的硅橡胶共混对复合硅橡胶电气性能的影响规律及机理。结果表明:苯基/乙烯基共混硅橡胶(PMVQ/MVQ)的电气强度提升明显,苯基硅橡胶质量分数为15%的PMVQ/MVQ复合材料体积电阻率为1.04×10^(16)Ω·cm,电气强度为106.87 kV/mm,与乙烯基硅橡胶相比分别提升了1.77倍和13.22%。三氟丙基/乙烯基共混硅橡胶(FMVQ/MVQ)的介电性能得到改善,三氟丙基硅橡胶质量分数为15%的FMVQ/MVQ复合材料介电常数为3.74,与乙烯基硅橡胶相比提升了40.07%。分子模拟结果表明,苯基/乙烯基共混硅橡胶的自由体积随苯基硅橡胶含量增大而减小,三氟丙基/乙烯基共混硅橡胶的自由体积随三氟丙基硅橡胶含量增大而增大,与复合硅橡胶击穿现象吻合。

硅橡胶辐射老化理论模拟研究进展

硅橡胶由于具有良好的弹性、热稳定性、耐高低温性和耐老化性能,被广泛用于电离辐射环境中服役的高端装备上。由于其辐射老化行为和机理异常复杂,目前的研究方法实验技术和理论计算并重。本文简要综述了硅橡胶辐射老化模拟研究进展,从多尺度理论计算视角梳理了相关研究对解决具体问题的计算思路,并与实验表征结果互相补充印证。依据计算模拟理论方法的时空尺度特征,可分为量子电动力学、密度泛函理论、量子分子动力学、反应分子动力学、分子动力学、本构模型与有限元方法。这些计算模拟方法与材料和辐射相互作用过程及机制、体系损伤演化规律及机理、结构性能关系的研究需求密切相关。部分研究工作涉及多个尺度的模拟计算,依据其主要特色总结写入上述几个模拟方法分类板块。本文描绘了硅橡胶辐射老化模拟的阶段全景图,概述了相关研究现状以及学界和工程界面临的挑战,有望为相关实验研究和工程问题的解决提供新的思路和认识基础。

基于非线性超声的电缆硅橡胶界面压力检测方法

电缆附件与本体之间的界面压力对电缆长期稳定运行起决定性作用。针对压力传感器测量法会损坏界面绝缘特性的问题,提出一种基于非线性超声的电缆硅橡胶界面压力无损检测方法。首先对超声波在硅橡胶-交联聚乙烯界面的传播特性进行分析,得到非线性系数与界面压力的关系。然后基于脉冲反射法搭建非线性超声试验平台,以平板硅橡胶和交联聚乙烯为研究对象,对其界面压力进行非线性超声检测。理论与试验结果均表明,随界面压力增大,界面一次回波幅值减小,回波时间减小,非线性系数增加。该结果表明非线性超声可以有效评价电缆硅橡胶复合界面压力状态,为后续电缆附件曲面结构的界面压力检测提供有力支撑。

湿热环境苯基阻尼硅橡胶加速老化与寿命预测研究

研究了苯基阻尼硅橡胶的湿热老化过程,重点考察了其拉伸性能、阻尼性能和压缩回弹性能。对于拉伸性能,实验研究表明材料拉伸模量和100%定伸应力均随着温度或者湿度的上升而逐渐提高。对于阻尼性能,损耗系数随着温度或者湿度的上升而逐渐下降。对于压缩回弹性能,压缩永久变形随着温度或者湿度的上升而逐渐上升。另外,温度对苯基硅橡胶性能的影响大于湿度。这主要归因于老化过程中同时发生了侧基氧化和水解,进而导致分子链交联和断裂同时发生。相比于分子链断裂,分子链交联占据了主导作用。最后,采用Peck模型预测了不同温湿度环境下苯基硅橡胶的贮存寿命。由于阻尼性能决定了苯基硅橡胶的减振性能,因此将损耗系数作为评价特征参数。结果表明,在25℃下,当相对湿度在80%~40%间变动时,苯基硅橡胶的寿命在18~39 a间变化。此研究有助于进一步理解苯基硅橡胶的老化过程,并且提供了不同湿热环境下苯基阻尼硅橡胶寿命预测的方法。

石墨烯-纳米金刚石/硅橡胶复合材料的制备与性能

利用多巴胺对几乎任何表现的适应性,将纳米金刚石负载到石墨烯表面,得到结构稳定的石墨烯-纳米金刚石杂化材料(GND)。控制GND中石墨烯与纳米金刚石的杂化比例,利用纳米金刚石和硅橡胶基体阻断石墨烯的导电通路,在保证绝缘的条件下提高了GND/硅橡胶复合材料的导热性能。研究结果表明,当GND的质量分数为4%且石墨烯与纳米金刚石的质量比为0.25/1.00时,GND/硅橡胶复合材料在25,50,75,100℃下的热导率均为最高,分别比只用纳米金刚石时提高20.5%、32.6%、52.8%和79.2%。

多巴胺和γ-氨丙基三乙氧基硅烷共修饰纳米金刚石及硅橡胶复合材料的制备与导热性能

首先利用多巴胺的氧化自聚合在纳米金刚石(ND)表面包覆聚多巴胺(PDA),以引入羟基、氨基等活性基团,然后在ND上继续接枝γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH 550)得到ND-PDA-KH 550,再与硅橡胶(SiR)发生化学反应制得ND-PDA-KH 550/SiR复合材料。结果表明,在ND上接枝PDA和KH 550可有效改变ND表面的物理化学性质,提高ND与SiR基体的界面相互作用,降低界面热阻,从而显著提高复合材料的导热性能;当ND质量分数为6%时,ND-PDA-KH 550/SiR复合材料在25,50,75,100℃下的热导率分别为0.340,0.398,0.484,0.586 W/(m·K),比纯SiR材料的热导率分别提高了94.3%、118.7%、161.6%和211.7%。

点胶成型热硫化镍碳导电硅橡胶的制备及性能研究

以加成型硅橡胶为基胶、镍碳颗粒为导电填料,添加偶联剂、增粘剂、含氢硅油制得热硫化镍碳导电硅橡胶。探讨了硅橡胶的较佳配方并测试了产品性能,结果表明:较佳配方为加成型硅橡胶100份、镍碳颗粒A 150份、三异硬脂酰基钛酸异丙酯偶联剂1.5份、增粘剂1份、含氢硅油3份。该配方制得的硅橡胶表面电阻为29.47 mΩ、附着力为23.66 N,密度为1.93 g/cm^(3)、邵氏A硬度为65、拉伸强度为1.21 MPa、断裂伸长率为119%,在双“85”老化1000 h后电阻基本保持稳定,可满足市场对点胶成型导电硅橡胶性能的基本需求。

3shape Trios 3口内扫描和传统硅橡胶在牙体缺损修复中的失败原因分析

目的分析并比较3shape Trios 3口内扫描和传统硅橡胶在牙体缺损修复中的失败原因,为临床取模以及口内扫描仪性能改善提供参考依据。方法回顾性分析2021年1月至2023年10月实施口腔固定修复治疗并返工的200例患者为研究对象,以取模方式将其分为口扫组(n=97)和硅橡胶组(n=103)。口扫组给予3shape Trios 3口内扫描,硅橡胶组给予传统硅橡胶。比较两组在牙体缺损修复中的失败原因。结果两组的牙体缺损修复失败分布情况比较,差异具有统计学意义(P<0.05);口扫组中,龈下缺损修复失败占比高于龈上(P<0.05)。两组的龈下缺损修复失败原因比较,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论相较于传统硅橡胶,3shape Trios 3口内扫描在龈上缺损修复中更有优势,但在龈下缺损修复中,硅橡胶应用效果更佳。

基于超声声速的硅橡胶老化状态诊断方法

电缆接头硅橡胶会受到电、热等多方面因素影响,发生绝缘性能的老化和失效,为无损检测硅橡胶老化状态,本文提出了一种基于超声声速的硅橡胶老化状态诊断方法。制备了不同老化时间的硅橡胶试样并测量其密度和弹性模量,通过仿真及试验验证了硅橡胶超声声速与老化状态的相关性,试验结果表明,硅橡胶声速与老化状态的拟合优度均在0.8以上,利用超声声速可以准确表征硅橡胶老化状态。

10 kV电缆中间接头绝缘用硅橡胶内部典型缺陷的超声信号表征方法

电缆中间接头的绝缘状态对电缆安全稳定运行起重要作用。针对太赫兹成像技术的不成熟和有限元分析法的局限性,本文提出一种电缆附件硅橡胶内部典型缺陷的超声信号表征方法。首先通过仿真设计硅橡胶中不同类型的典型缺陷,然后对超声检测仿真中接收的反射回波进行时域特征量和相关性分析,得到时域波形特征量与缺陷尺寸、角度的相关系数。最后基于脉冲回波法搭建超声试验平台,对含缺陷的平板硅橡胶样品进行超声检测试验。结果表明:硅橡胶内部缺陷的尺寸、角度与一次回波的振幅峰值具有良好的相关性,且相较于气泡类缺陷,裂纹类缺陷检测结果受缺陷角度的影响更大,不同角度缺陷的振幅峰值差异较大。说明超声信号可以有效表征电缆附件硅橡胶内部典型缺陷。

热硫化硅橡胶耐高温性能的影响因素探讨

以甲基乙烯基硅橡胶生胶为主要原料,添加白炭黑、结构化控制剂、脱模剂及耐热助剂等制备了耐高温硅橡胶,并研究了生胶种类、白炭黑种类及用量、结构化控制剂种类、脱模剂及耐热剂种类等对硅橡胶耐高温性能的影响。结果表明,对白炭黑进行疏水处理及耐热剂复配有利于抑制硅橡胶老化。以乙烯基封端的甲基乙烯基硅橡胶为生胶、添加51份比表面积为200 m^(2)/g的气相白炭黑为补强填料、甲基苯基二甲氧基硅烷为结构化控制剂、氧化铈/二氧化钛为复配耐热剂,并加入苯基乙烯基硅树脂,对硅橡胶进行二次硫化后,硅橡胶性能最佳。此时其邵氏A硬度为65、拉伸强度9.6 MPa、断裂伸长率640%,经280℃×72 h老化后邵氏A硬度为68、拉伸强度4.9 MPa、断裂伸长率280%。

钛酸钾晶须/硅橡胶抗静电涂层的制备与性能研究

通过结合FT-3000型钛白粉与钛酸钾晶须(PTWs)的颜色与晶须结构的特点,以硅橡胶(SR)为树脂基体,采用PTWs、FT-3000作为防静电填料,制备了钛酸钾晶须/硅橡胶(PTWs/SR)浅色防静电涂层。研究了PTWs对硅橡胶抗静电涂层的抗静电性、力学性能以及热稳定性的影响,并表征了制备的PTWs/SR抗静电涂层的抗湿热老化性能,以及对不同基材的界面粘接性能。研究结果表明:(1)PTWs的晶须结构可以弥补FT-3000导电粉点状连续分布造成导电填料接触面积小的缺点,通过两者的协同作用,使得硅橡胶涂层的体积电阻进一步降低,共同形成完整度更高的导电网络。(2)PTWs/SR的抗拉强度和延伸率随PTWs用量的增加呈现增大的趋势,并在7份后提升趋于平缓。当PTWs用量为7份时,抗拉强度为5.71 MPa,延伸率为83.9%,相比于FT-3000单独填充的硅橡胶涂层,分别提高了102%和26%。(3)PTWs与FT-3000的共同作用下,PTWs/SR涂层耐热性显著提高,相对于空白硅橡胶涂层,热分解温度提高223℃。(4)PTWs/SR涂层具有优异的界面粘接稳定性,对特种橡胶、有机涂层、金属等多种材料具有良好的常、高、低温粘接性能,具有良好的适用性。(5)经过85℃、85%RH老化1000 h后,PTWs/SR涂层的力学性能有所衰减,并且延伸率的下降幅度更大,但总体可控。PTWs/SR涂层的体积电阻由5.25×10^(6)Ω·cm变化至8.19×10^(6)Ω·cm,说明其具有良好的抗湿热老化性能。

氟硅橡胶的发展现状与市场浅析

氟硅橡胶结合了氟橡胶和硅橡胶两者的优点,性能优异。目前国内外氟硅橡胶市场前景广阔,市场需求增大,对高性能氟硅橡胶的需求量大。总结了氟硅橡胶的性能、应用和发展方向,重点分析了氟硅橡胶的国内外市场和竞争``````格局。

外绝缘用高温硫化硅橡胶和液态硅橡胶性能比较

高温硫化(HTV)硅橡胶绝缘子和液态硅橡胶(LSR)绝缘子广泛应用于电力系统输电线路上。为比较典型配方下外绝缘用HTV硅橡胶和LSR材料的性能差异,对二者的力学性能、电气性能、憎水性进行研究。结果表明:LSR相比于HTV硅橡胶具有更好的力学性能和电气性能;HTV硅橡胶和LSR的初始憎水特性相差不大;LSR的结晶温度低于HTV硅橡胶,热稳定性高于HTV硅橡胶,说明LSR更适于在低温或者高温户外环境中运行。

高性能特种弹性体的拓展(三)——硅橡胶(续完)

综述近年来在非轮胎橡胶制品领域拓展应用的一些具有特殊性能和特种用途、能在苛刻条件下使用的高性能特种弹性体。本综述第3部分报道近年来高性能硅橡胶领域的一些研究和应用进展。添加新型热稳定剂(气相法二氧化钛)和耐热增效剂(3价金属-有机硅络合物)可以显著提高硅橡胶的耐高温性能。低苯基硅橡胶是比目前通用的甲基乙烯基硅橡胶耐高低温性能更优异的硅橡胶,可在-70~250℃空气环境中长期使用,也可在300℃下短期使用。采用集中交联技术可获得高撕裂强度甲基乙烯基硅橡胶。概述陶瓷化硅橡胶的组成和陶瓷化过程,简述国内在瓷化体系(成瓷填料和助溶剂)以及阻燃陶瓷化硅橡胶方面的研究状况。介绍加成型液体硅橡胶的基本组成、功能性添加剂和交联反应原理及其在输配电用复合绝缘子中的应用。

深绿色硅橡胶防静电涂层抗静电性能研究

研究了自制深绿色硅橡胶防静电涂层的抗静电性能。结果表明,导电云母粉用量对体积电阻影响显著;在一定范围内,固化剂用量对体积电阻无明显影响;湿热老化试验和热空气老化试验结果表明,硅橡胶防静电涂层具有优异的耐老化性能和稳定的抗静电性能。

水分侵入高温硫化硅橡胶扩散行为的仿真研究(一):数值建模与计算

硅橡胶复合绝缘子在高湿多雨环境下容易发生劣化,但由于受到实验方法和观测表征技术的限制,难以判断硅橡胶复合材料中水分的来源及侵入路径。借助数值建模与可视化仿真,通过两篇系列论文分别研究液态水和气态水在高温硫化硅橡胶内部的扩散行为,该文是系列论文第一篇。首先,基于Langmuir扩散模型研究水分侵入过程的数值建模方法,结合时域有限差分法和牛顿–拉夫逊法实现精确建模与高效解算。然后,使用MATLAB软件编程,对高温硫化硅橡胶内部的液态水扩散行为开展仿真,实现对自由态水分和结合态水分的解耦,获得液态水侵入过程的时空分布及质量演变规律。通过硅橡胶样品吸水增重实验,验证数值模型和仿真的正确性。最后,研究氢氧化铝和温度两种因素对水分扩散行为的影响,揭示亲水性氢氧化铝填料和温度对水分侵入过程的影响规律。所提出的数值仿真方法可为研究水分侵入复合绝缘子提供新的思路。

高性能特种弹性体的拓展(三)--硅橡胶

综述近年来在非轮胎橡胶制品领域拓展应用的一些具有特殊性能和特种用途、能在苛刻条件下使用的高性能特种弹性体。本综述第3部分报道近年来高性能硅橡胶领域的一些研究和应用进展。添加新型热稳定剂(气相法二氧化钛)和耐热增效剂(3价金属-有机硅络合物)可以显著提高硅橡胶的耐高温性能。低苯基硅橡胶是比目前通用的甲基乙烯基硅橡胶耐高低温性能更优异的硅橡胶,可在-70~250℃热空气环境中长期使用,也可在300℃下短期使用。采用集中交联技术可获得高撕裂强度甲基乙烯基硅橡胶。概述陶瓷化硅橡胶的组成和陶瓷化过程,简述国内在瓷化体系(成瓷填料和助溶剂)以及阻燃陶瓷化硅橡胶方面的研究状况。介绍加成型液体硅橡胶的基本组成、功能性添加剂和交联反应原理及其在输配电用复合绝缘子中的应用。