白炭黑增强型硅橡胶的组成及抗原子氧性能分析

为明确空间级硅橡胶的化学组成及填料添加对材料物理性能的影响, 采用填料复合方式制备硅橡胶高聚物材料, 并通过化学成分测试、 原子氧暴露试验及力学性能测试等研究其结构组成与物理性能. 经微观粒径测试得出硅橡胶中白炭黑填料粒径主要分布在8~16 μm; 经傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 核磁共振波谱( ¹H NMR和 ²⁹Si NMR)和溶胶凝胶渗透色谱(GPC)测试得出硅橡胶中含有Si—Me, Si—Ph, Si—O—Si等基团和甲基、 苯基等官能团, 其分子量分散系数为1.56, 并进一步推断出硅橡胶的分子结构及基胶与交联剂的反应类型为脱羟胺型; 经原子氧暴露试验及力学试验证实, 与未改性白炭黑填充的硅橡胶高聚物材料相比, 经硅烷改性白炭黑填充的硅橡胶高聚物材料表现出更好的抗原子氧性能, 动态力学测试后储能模量高54%, 并具有更好的应力应变响应性能. 研究结果表明, 采用表面改性处理方式可增强填料与硅橡胶基质的相互作用, 从而提高填料复合型硅橡胶高聚物材料的抗原子氧性能及综合力学性能.     

宽γ辐照剂量范围内硅泡沫本构模型研究

基于实验和理论建模研究了白炭黑增强硅泡沫材料在γ辐照剂量范围为0~1000kGy作用后的单轴压缩力学行为。实验结果表明辐照导致硅泡沫出现明显硬化现象,初始杨氏模量和固定应变下应力幅值均随γ辐照剂量近似线性增加。辐照后硅泡沫泡孔结构完整,硅橡胶基体中高分子交联反应占主导,且交联密度随辐照剂量线性增大。基于实验分析结果,实现了Ogden Hyperfoam超弹本构模型参数与辐照剂量的关联。结果表明初始剪切模量参数与辐照剂量成线性关系,硬化指数和泊松比参数与辐照剂量无关。基于应力应变实验数据拟合得到模型参数,并与未参与拟合的实验数据对比,验证了模型的准确性,表明该模型能够表征宽辐照剂量范围内硅泡沫的压缩力学行为。     

空间级有机硅橡胶

介绍了用液 -液提馏和热真空处理硅橡胶 ,以减少材料在空间高真空条件下的质量损失和可凝挥发物。重点介绍了几种空间级室温硫化硅橡胶 ,及其在真空度为 1 .33× 1 0 - 4 Pa、温度1 2 5℃、处理 2 4 h后的热真空性能。     

交流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响

采用针-板电极交流电晕放电试验装置研究了电晕放电对高温硫化硅橡胶憎水性、不同温度下憎水恢复性、力学性能和电气性能的影响,结果表明电晕放电作用不同时间后高温硫化硅橡胶材料憎水性丧失是一个渐进的过程,严重时硅橡胶材料憎水性会暂时性丧失,硅橡胶材料在不同温度下憎水性恢复速度不同,电晕放电作用后硅橡胶材料憎水接触角不能恢复至新试样初始水平.电晕放电不同时间后硅橡胶材料表面受电晕放电影响的范围逐渐扩大,表面产生了黑色粉末状电晕环,前期发展较快,然后逐渐由表层损坏转为纵深方向发展,材料表面和内层均可能遭到不同程度电蚀损,硅橡胶主链基团Si—O—Si、侧链基团Si—CH3和甲基中C—H键相对强度均随着电晕放电作用时间的增加呈下降趋势,材料拉伸强度和硬度有所下降,介电性能明显下降.     

在线热裂解-气质联用分析缩合型和加成型硅橡胶

用在线热裂解-气质联用技术对缩合型硅橡胶和加成型硅橡胶分别进行分析,在其裂解产物中都检测到一系列的二甲基环硅氧烷环体.比较二者的裂解产物发现:缩合型硅橡胶非常容易发生裂解反应,产生低分子量的二甲基硅氧烷环体;而加成型硅橡胶相对难以裂解,有一定量的高级二甲基硅氧烷环体产生.除此之外还检测到微量的含氢环体和含乙烯基环体.这为缩合型和加成型这两种硅橡胶分析提供实验依据.     

基于回归分析模型与随机过程模型的硅橡胶泡沫应力松弛预测对比

本文针对硅橡胶泡沫的应力松弛实验数据,基于二阶Prony级数,采用非线性回归分析方法(曲线拟合法)、基于Wiener过程的贝叶斯方法、基于Gamma过程的贝叶斯方法进行参数估计从而分别建立预测模型,通过对比三种建模方法的预测值与实验值的偏差,比较了三种建模方法的效果。结果发现,采用曲线拟合的方法进行参数估计,其预测偏差要大于基于Wiener、Gamma随机过程的贝叶斯方法,表明由于考虑了性能退化过程存在的不可避免的随机性,随机过程模型可以更好地预测硅橡胶泡沫的应力松弛趋势,同时由于应力松弛过程是单调增加的,基于非负的Gamma过程的随机过程模型的预测偏差要小于基于Wiener过程的模型。本文工作可为基于高分子材料性能退化数据的退化预测模型的建模提供一种较好的参数估计方法,有助于提高预测结果的准确性。     

GC－MS/MS法测定食品接触用硅橡胶制品中6种环硅氧烷迁移量

基于气相色谱－串联质谱（GC－MS/MS）建立了食品接触用硅橡胶制品中6种环硅氧烷（D4 ~ D9）向50%乙醇、95%乙醇、异辛烷迁移量的检测方法,并应用于38批次实际样品的检测。取10 mL迁移实验得到的50%乙醇浸泡液,使用2 mL正己烷萃取,经过滤后测定,95%乙醇和异辛烷浸泡液直接经过滤后测定。采用HP－5 MS色谱柱分离,多反应监测模式进行分析。结果表明,D4 ~ D9在0.05 ~ 1.00 mg/L或0.20 ~ 5.00 mg/L范围内具有良好的线性关系,相关系数（r2）不低于0.996 0。各目标物的检出限为0.02 ~ 0.07 mg/L,定量下限为0.05 ~ 0.20 mg/L,回收率为90.1% ~ 106%,相对标准偏差不大于13%。使用该方法对市面上的食品接触用硅橡胶制品进行迁移实验,发现D4~D9向50%乙醇存在迁移风险;向95%乙醇和异辛烷迁移的检出率为80%,迁移风险最大。D4 ~ D9在95%乙醇和异辛烷第3次的迁移检出率显著大于第1次,而在50%乙醇中第1次迁移和第3次迁移的检出率无明显差异。     

纳米填充硅橡胶超声干耦合特性*

针对工业超声无损检测领域干耦合材料种类匮乏,且声能透射率低的问题,论文在室温硫化硅橡胶基底材料中添加不同成份和配比的纳米颗粒,制备了不同种类的干耦合材料,给出了干耦合条件下超声波的传输模型,得到了声学传输规律,对比分析了干耦合材料种类、厚度、硬度、超声中心频率及载荷因素对声能传输特性的影响。搭建了声学特性测试实验平台,分别对添加氧化铝、铁和二氧化硅纳米颗粒制备的干耦合材料进行了测定,试验结果表明填充二氧化硅质量分数为5%时,所形成的纳米填充硅橡胶的声阻抗提高了13.5%,使用200kPa预载荷对试块测量时回波幅值提高了18.0%,具有良好的声耦合性能。可为实际超声检测时干耦合材料的制备及应用提供参考。     

钛酸钾晶须对热硫化硅橡胶性能的影响

研究了钛酸钾晶须对热硫化硅橡胶复合材料的硫化特性、力学性能及热稳定性的影响,通过扫描电镜观察了复合材料的断面及晶须在基体中的分散性。结果表明:钛酸钾晶须能促进硅橡胶的硫化,提高其最高扭矩;同时,钛酸钾晶须对硅橡胶具有一定的补强作用,拉伸强度、硬度等随晶须用量的增加而增大;钛酸钾晶须的引入,使硅橡胶复合材料的热稳定性明显提高,填充量为9vol%时,与纯硅橡胶相比,复合材料的热分解温度提高了65℃,Kissinger法求出填充量为12vol%的钛酸钾晶须/硅橡胶复合材料的热分解活化能为193.62kJ/mol,高于相同填充量的白炭黑/硅橡胶复合材料,具有较好的热稳定性。