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%。

石墨烯复合橡胶沥青改性制备方法及应用

沥青作为基础路面工程的重要选材,其性能的好坏直接关系到路面的使用年限以及使用性能,为解决沥青在实践应用中存在的老化以及流动性问题,研究提出了一种石墨烯复合橡胶对沥青进行改性的方式,并介绍了其制备方法。通过对石墨烯复合橡胶沥青材料性能的测定发现这一材料的微观结构更为紧密,且其流变性能测试以及老化性能测试结果都明显的高于基底沥青材料,更能够符合道路工程以及建筑防水的现实需要,具有较为广泛的应用前景。

PTMG分子量对TPU微相分离结构和力学性能的影响

以聚四亚甲基醚二醇、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和1,4-丁二醇为原料制备了3种软段分子量不同的聚醚基聚氨酯,研究了软段分子量对热塑性聚氨酯的微观结构和宏观性能的影响。采用红外光谱和小角X射线散射表征了材料的氢键作用和相结构;采用差示扫描量热法、动态热机械分析和拉伸物理方法表征了材料的热性能和力学性能;结合耗散粒子动力学(DPD)模拟,从另一方面说明了3种热塑性聚氨酯材料的相结构。结果表明,随着所用聚醚分子量的增加,聚氨酯的微相分离程度增加,硬段之间的氢键作用更强,链段紧密排列聚集形成大尺寸的硬段相区;高分子量聚醚基聚氨酯的力学性能表现最好,具有更高的熔点,与模拟结果保持一致。

缩合型阻燃陶瓷化硅橡胶的制备和性能

以α,ω-端羟基聚硅氧烷为基体、复合陶瓷粉和气相白炭黑为填料,通过脱氢缩合制备了阻燃陶瓷化硅橡胶,考察了复合陶瓷粉用量、生胶侧基种类和烧蚀温度对阻燃陶瓷化硅橡胶性能的影响。结果表明,当复合陶瓷粉用量为120份(质量)时,含侧甲基的107硅橡胶的各项物理机械性能几乎同时达到最佳,拉伸强度4.69 MPa,扯断伸长率686%,邵尔A硬度48,弯曲强度12.29 MPa。相比于107硅橡胶和含侧苯基的108硅橡胶,由含侧甲基乙烯基的109硅橡胶制备的陶瓷化硅橡胶具有更好的热稳定性,1000℃下的残炭质量分数高达86%;具有更优异的阻燃性能,极限氧指数为49.5%,垂直燃烧等级为V-0级;同时还具有更低的成瓷温度,在600℃时成瓷效果良好。

基于PDMS的柔性压阻式传感器的研究进展

近年来,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为主体材料的柔性压阻式传感器的发展十分迅速,在人体运动及健康监测、电子皮肤、智能机器人等领域中具有广阔的应用前景。本文首先介绍了柔性压阻式传感器的传感机理及主要性能指标,然后重点综述了基于PDMS的柔性压阻式传感器的研究进展,特别是在PDMS与不同导电填料结合制备传感器以及微结构构建两个方面进行了详细阐述,最后指出了当前该领域存在的一些问题,并对其发展方向进行了展望。

硅橡胶压缩永久变形性能的研究进展

综述了硅橡胶压缩永久变形性能的研究进展,主要介绍了基胶、填料、助剂、试样尺寸及测试环境等对压缩永久变形测试结果的影响,并展望了低压缩永久变形硅橡胶的研究方向。

一种声学覆盖层用弹性防护涂层的制备及性能研究

以液化MDI、端氨基聚醚、胺类扩链剂等原材料制备了一种用于橡胶类声学覆盖层表面的弹性聚脲防护材料,并对该材料进行阻燃性能改性。考察了该喷涂聚脲材料的力学性能、声学性能、耐环境性能以及阻燃性能。结果表明,该材料力学性能和耐环境性能优异,阻燃改性后材料的氧指数可以达到27。在配合专用底漆后,该材料与声学覆盖层的附着力良好,可以对声学覆盖层提供有效防护。

基于时温等效的聚脲动态粘弹特性及抗冲击性能研究

通过准静态力学性能实验和动态热机械实验研究Q411T聚脲材料的基本力学性能和动态热机械性能;基于时温等效原理(TTS)拟合Q411T聚脲的损耗模量、储能模量主曲线,研究Q411T聚脲吸能特性。采用4 kg钢球进行落球冲击试验,通过DH5960动态信号测试分析系统采集钢板在冲击荷载作用下的应变时程曲线,分析有无防护涂层的钢板抗冲击防护效果。结果表明:Q411T型聚脲材料具有良好的力学性能和抗冲击能力,材料的玻璃化转变温度为-20℃,损耗因子的峰值为0.18,在常温状态下材料的损耗因子大于0.12,具有一定的吸能特性;落球冲击试验表明,在钢板迎撞面喷涂2 mm Q411T涂层可以有效抑制结构变形,试样挠度下降45%,钢板抗冲击性能显著提高。

3D打印硅橡胶研究进展

柔性硅橡胶弹性体具有生物相容性、电绝缘性、耐水性、耐高低温等特性,在电子、医疗、航空航天等高端领域应用广泛。硅橡胶弹性体是3D打印领域研究最多的高分子材料之一。硅橡胶3D打印主要采用墨水直写或材料挤出、嵌入式固化打印和立体光刻、喷墨打印、粉末床烧结等技术,应用于柔性传感器、康复鞋垫、软机器人、光学透镜、柔性电子等器件的加工制备。但目前还存在打印精度不高、成本贵、打印材料缺乏以及复杂结构难以实现等问题。近年来人们通过开发新型打印技术,以及聚合物分子设计和材料创新,解决硅橡胶打印加工难题,提高3D打印制件的性能,拓展制件应用功能。本文综述了近年来3D打印硅橡胶技术的研究进展。

液态金属/硅橡胶复合材料的应用研究进展

综述了三种功能化液态金属/硅橡胶复合材料包括导热复合材料、电磁屏蔽复合材料和柔性导电复合材料,介绍了复合材料的制备方法以及导热、导电、电磁屏蔽和力学性能,阐述了该复合材料在柔性导热界面材料、电磁屏蔽系统和可穿戴电子产品等方面的应用,并展望了其发展方向。

硅橡胶导电网络的研究进展

导电硅橡胶作为导电高分子材料的一个重要分支,其不仅保留了硅橡胶独特的易加工、高回弹性、高耐候性等特性,还可以通过加入导电材料使其自身获得所需的导电性能。本文介绍了导电硅橡胶的分类、导电机理以及导电网络的制备工艺和填料(金属系填料、碳系填料)构筑体系,综述了硅橡胶导电网络构筑的研究进展。

无机氧化物对氟硅橡胶耐热性能的影响

以自制纳米颗粒二氧化钛(TiO_(2))及铁掺杂二氧化钛(TiO_(2)/Fe_(2)O_(3))作为耐热剂,研究了其对氟硅橡胶热稳定性和耐热空气老化性能的影响规律,分析了氟硅橡胶在空气中热失重5%时的分解产物成分及氟硅橡胶在热老化前后特征基团含量的变化,并对比研究了商用耐热剂纳米氧化铈(CeO_(2))、三氧化二铁(Fe_(2)O_(3))和三氧化二铝(Al_(2)O_(3))对氟硅橡胶性能的影响。结果表明,当纳米耐热剂质量分数为2%时,氟硅橡胶在空气中的5%热失重温度从高到低依次为添加TiO_(2)/Fe_(2)O_(3)、TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、CeO_(2)、Al_(2)O_(3)试样和空白样;添加了纳米TiO_(2)/Fe_(2)O_(3)复合耐热剂的氟硅橡胶的5%热失重温度达到了453℃,比空白样提高了47℃。纳米TiO_(2)/Fe_(2)O_(3)复合耐热剂能显著抑制氟硅橡胶含氟侧基的氧化,这是氟硅橡胶耐热性能提高的主要原因。

结构化控制剂对硅橡胶性能的影响

以甲基乙烯基硅橡胶为主体材料,研究结构化控制剂羟基硅油、甲氧基硅油和二甲基二乙氧基硅油对硅橡胶性能的影响。结果表明:添加结构化控制剂可以抑制硅橡胶的结构化现象,减小硅橡胶的交联程度、硬度、定伸应力、拉伸强度、回弹值和压缩永久变形,增大拉断伸长率;羟基硅油对硅橡胶结构化的抑制效果最佳,可以降低硅橡胶(捏合混炼胶)的储能模量,延长停放时间,其用量为6份时就能达到较好的效果。

阻燃剂对喷涂聚脲弹性体阻燃性能的影响

选用阻燃剂次磷酸铝(AHP)、石墨(EG)、含磷多元醇按不同用量添加到喷涂聚脲弹性体(PUA)中,采用喷涂制样的方式制备阻燃聚脲,并探究了阻燃剂的种类及用量对聚脲热稳定性能和阻燃性能的影响。结果发现:AHP和EG的引入均能提高PUA的初始热分解温度和成炭性,含磷多元醇的引入会降低初始分解温度,对成炭性影响不大;通过石墨与含磷多元醇质量比1∶1复配会降低热释放速率和总释热量,改善成炭性和抑烟效果,LOI值可提高至29.2%,可达到UL94 V-0等级,阻燃性能优异。

阻燃剂种类对聚氨酯弹性体性能的影响

以聚醚多元醇PPG2000和N330、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)为原料合成预聚体组分,以多元醇PPG2000和N330、扩链剂3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)以及乙二醇(EG)配制多元醇组分。添加阻燃剂,通过半预聚体法合成聚氨酯弹性体(PUE)。通过改变阻燃剂的种类,研究其对PUE性能的影响。研究发现,阻燃剂能够明显改善PUE的阻燃性能,但是降低了PUE的拉伸强度和撕裂强度;根据锥形量热仪的分析,改性聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺(APP/PER/MA)作为复配阻燃剂可以有效降低PUE的生烟速率、热释放速率和总热释放量;阻燃剂的加入在一定程度上会降低材料的体积电阻率。

IGBT用双组分加成型有机硅凝胶的研制

以端乙烯基甲基硅油为基础聚合物,添加含氢硅油、铂催化剂、抑制剂等制得双组分加成型有机硅凝胶。考察了端侧乙烯基甲基硅油、端侧氢基硅油、单乙烯基封端甲基硅油、活性氢与乙烯基物质的量之比对有机硅凝胶固化的影响,并与市售进口产品进行了性能对比。结果表明,制备绝缘栅双极晶体管(IGBT)封装用有机硅凝胶的较佳条件为:不添加端侧乙烯基甲基硅油,端侧氢基硅油用量为端氢基硅油的15%,体系中添加9.47%的单乙烯基封端甲基硅油,活性氢与乙烯基物质的量之比0.95。此时制得的有机硅凝胶与市售进口产品性能相当,耐高低温老化性能、双85老化性能、修复性、电气性能良好,渗油性符合IGBT封装用有机硅凝胶的要求。

回归分析法研究硫化体系对氟橡胶性能的影响

使用多因素分析法设计实验,研究BPP和双酚AF的用量对氟橡胶(FKM)的硫化特性和基本性能的影响。结果表明,在实验设定范围内,增加双酚和BPP用量,FKM的交联程度增大,胶料的拉伸强度、100%定伸应力增大,而拉断伸长率降低。随着双酚用量增加,焦烧时间逐渐增长,胶料的拉伸强度也随之增大,当双酚用量大于2份时,增幅明显降低;随着BPP用量的增加,焦烧时间逐渐降低,橡胶的拉伸强度呈现先增加后降低的趋势。根据回归分析法设计的数学模型可以准确预测FKM各项性能随BPP和双酚用量变化的趋势。

回归分析法研究混炼型聚氨酯橡胶的性能

采用回归分析法研究炭黑N330和硫黄用量对混炼型聚氨酯(MPU)胶料性能的影响。结果表明:在本工作设定的范围内,当硫黄用量固定时,随着炭黑N330用量增大,MPU胶料的硬度、100%定伸应力、撕裂强度和DIN磨耗体积提高,拉伸强度、拉断伸长率和回弹值降低;当炭黑N330用量固定时,随着硫黄用量增大,MPU胶料的硬度没有明显变化,拉伸强度略降低,拉断伸长率和撕裂强度先提高后降低,回弹值下降;当炭黑N330用量较低时,DIN磨耗体积随着硫黄用量增大而增大;根据回归分析法建立的数学模型可以较准确地预测MPU胶料各项性能随硫黄和炭黑用量变化而变化的趋势。

无机氧化物填料对硅橡胶泡沫材料力学和阻燃性能的影响

以氧化铜、二氧化钛和高岭土作为无机增强填料,分别与羟基、乙烯基和含氢硅油进行复合,在室温和铂催化下,通过硅氢加成和硅氢缩合脱氢反应制备了一系列硅橡胶泡沫复合材料,探讨了不同无机填料对硅橡胶泡沫材料微观形貌、力学和阻燃性能的影响,以及泡孔结构与力学和阻燃性能的关系。结果表明,高岭土能够更好地分散于硅橡胶泡沫材料中,还能明显增强材料的力学和阻燃性能,热释放量和产烟量显著下降。与空白硅橡胶泡沫材料相比,含高岭土硅橡胶泡沫材料的拉伸强度、扯断伸长率、压缩强度、极限氧指数及UL-94等级分别提升至106.1 kPa、42.3%、35.2 kPa、32.7%和V-0级,总热释放量和总产烟量分别下降了51.1%和84.2%。

高氟含量氟橡胶在航空润滑油中的老化行为

以高氟含量氟橡胶(FKM)为研究对象,考察了其在多种航空发动机润滑油中的高温耐介质性能,研究了润滑油种类差异导致高氟含量FKM硫化胶在物理机械性能方面的变化。结果表明,在温度200℃、时间72 h的润滑油中老化后,高氟含量FKM硫化胶仍可保持良好的压缩回弹性能,体积变化率均低于12%,力学性能轻微衰减,邵尔A硬度下降明显;对于不同种类的油品,高氟含量FKM硫化胶的力学性能衰减和体积变化率均表现出差异;润滑油在高温下对高氟含量FKM硫化胶的侵蚀作用包括物理溶渗和化学腐蚀。