1引言
硅橡膠是一種有機基硅氧烷的直鏈狀高分子聚合物,由于它具有較高的分子量,所以具有很好的彈性。它的分子主鏈由硅原子和氧原子交替組(-Si-O-Si-),硅氧鍵的鍵能高達370kJ/mol,比一般橡膠的C-C結合鍵能(240kJ/mol)要大得多,所以硅橡膠具有良好的高熱穩定性。另外硅橡膠的分子鏈比較柔順,鏈間距大,還具有良好的耐寒性。硅橡膠具有使用溫度范圍廣,能夠在-100~300℃很寬的溫度范圍內使用。本實驗主要考察了RTV-2在-30℃和90℃拉伸粘結強度、最大拉伸強度伸長率。
2實驗
2.1主要樣品及儀器
RTV-2樣品:自產及市售。
島津電子萬能試驗機:AGS-J,蘇州島津制作所;
高低溫環境箱:SDGDO-70/+350,吉林省三度試驗設備有限公司;
2.2試件處理
所有樣品在(23士2)℃、相對濕度(50士5)%的標準條件下放置24h,按照G日16776-2005《建筑用硅酮結構密封膠》要求制作粘結試件,試驗試件在標準條件下放置14d后,將試驗試件分別放入(90±2)℃、(-30±2)℃高低溫環境箱保持1h。
2.2.1拉伸粘結強度、最大拉伸強度時伸長率檢測方法
按照GB 16776-2005《建筑用硅酮結構密封膠》進行試驗,將按2.2處理后的試件分別在(90士2)℃、(-30士2)℃的高低溫下以(5-6)min/mm速度拉伸至斷裂,拉伸強度計算公式:
TS=P/S
式中:TS——拉伸強度,單位為兆帕(MPa);
P——最大拉力值,單位為牛頓(N);
S——試件截面積,單位為平方毫米(mm2);
斷裂伸長率計算公式:
E=[(W1-W0)/W0]×100
式中:E——斷裂伸長率,單位為百分數(%);
W0——試件的原始寬度,單位為毫米(mm);
W1——試件破壞時的拉伸寬度,單位為毫米(mm)
3結果與討論
3.1 RTV-2高、低溫拉伸性能
圖一
圖二
表一

表二

(備注:以上每組粘結試樣均為5個,結果取算數平均值)
從圖1、圖2可以看出,在-30℃時,拉伸粘結強度和最大強度時伸長率有明顯的升高。這是因為在低溫拉伸時,聚硅氧烷分子鏈的熱運動能量減少,運動單元活性降低,表現為聚硅氧烷在低溫下的結晶效應和體積收縮效應。低溫結晶導致硅橡膠模量升高,結晶態硅橡膠微區起類似增加物理交聯點的作用,使得拉伸粘結強度和最大拉伸強度時伸長率升高;聚硅氧烷分子鏈主要表現為低溫下的體積收縮效應,即隨著溫度的降低,分子運動活性降低,側基、鏈節、鏈段活動越來越困難,硅橡膠體積收縮,鏈纏繞更加緊密,分子間作用力增大,拉伸粘結強度和最大強度時伸長率明顯升高。
在90℃時,拉伸強度和最大強度時伸長率顯著降低。在高溫拉伸時,受熱效應和體積膨脹效應的影響,聚硅氧烷分子鏈段運動加快,致使白炭黑與聚硅氧烷分子鏈間的作用力減弱,導致拉伸強度和最大強度時伸長率降低。
從表1、表2可以看出,-30℃拉伸粘結強度與23℃相比增長了50%~70% ,最大拉伸強度時伸長率增長了50%~65%,也說明RTV-2聚有很好的耐低溫性。
90℃拉伸粘結強度、最大拉伸強度時伸長率與23℃相比降低了20%~30%,這是因為分子王鏈由硅原子和氧原子交替組(-Si-O-Si-),硅氧鍵的鍵能高達370kJ/mol,比一般橡膠的C-C結合鍵能(240kJ/mol)要大得多,所以硅像膠具有良好的高熱穩定性,也說明RTV-2耐熱穩定性好。
4結論
隨著溫度的降低,RTV-2拉伸粘結強度、最大拉伸強度時伸長率增大,-30℃時,拉伸粘結強度增長了50%~70%,最大拉伸強度時伸長率增長了50%~65%;隨著溫度升高,RTV-2拉伸粘結強度、最大拉伸強度時伸長率降低,90℃拉伸粘結強度、最大拉伸強度時伸長率降低了20%~30%。
參考文獻
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