氧化铈对于双组分室温硫化硅橡胶耐热功能的影响

双组分室温硫化硅橡胶( 如下简称硅橡胶) 具备成型啰嗦、举动性好的特色，和优异的耐热性能，被普遍运用于高温场所。可是现有的硅橡胶在 300 ℃以上运历时寿命会大大延迟。目上主要经由 3 种措施来普及硅橡胶的耐热性能: 一是经由修正硅橡胶份子侧基的妄想，如引入苯基等来抑制由于硅橡胶的有机侧基因氧化分解而引起的交联和降解反映; 二是经由向硅橡胶份子主链中引入概况积的链段，如碳十硼烷基等来防止硅橡胶主链因氧化解聚而惹起的降解; 三是通过增添耐热助剂，如三氧化二铁、稀土元素等来克制硅橡胶的侧链交联。其中向硅橡胶中退出耐热填料是最为实用、经济、利便快捷的措施。因此，开拓临时运用在 300 ℃ 高温情景中的硅橡胶已经成为当初该钻研规模中的一个紧张课题。稀土氧化铈具备精采的耐热性能，且其颜色呈浅黄色，可能用于制备浅色硅橡胶。本使命即审核稀土氧化铈用量对硅橡胶耐热性能和力学性能的影响。

 1 试验部份

1. 1 原质料硅橡胶，中昊晨曦化学钻研院破费。正硅酸乙酯和无水乙醇，天津大茂化学试剂厂斲丧。仲春桂酸二丁基锡，沈阳东陵详尽化学有限公司出产。炭黑 KH 550，南京翔飞化学钻研所生产。白炭黑，无锡确成化学有限公司生产。氧化铈，国药总体化学试剂有限公司临盆。

1. 2 试样制备

根基配方 硅橡胶 100 份( 质量，下同) ，仲春桂酸二丁基锡 4 份，正硅酸乙酯 5 份，白炭黑6 份，炭黑 KH 550 0. 001 份，氧化铈变量( 0，2，4，6，8，10 份) 。

制备历程 首先将硅橡胶与白炭黑混合，而后调小艰深开炼机的辊距，在开炼机上将混合物平均混合 5 ～8 min; 按配方挨次到场氧化铈、二月桂酸二丁基锡和正硅酸乙酯，混炼匀称后放入模具中，在 35 ℃下于北京市永黝黑医疗仪器厂生产的 D 2 F －2 B 型真空干燥箱中抽真空硫化 6 h。

1. 3 合成与测试

力学性能用深圳瑞格尔检测仪器有限公司

H 10 KS 型微机操作电子拉伸实施机凭证 GB/T 528—1998 测定硅橡胶硫化后试样的各项强伸性能，拉伸速率为 500 妹妹/min; 用营口市质料实验机厂生产的 XHS 型邵尔橡塑硬度计凭证GB/T 1690—1992 测定邵尔 A 硬度。

热空气老化性能 用高铁检测仪器有限公司生产的 GT － 7017 － M 型老化实验箱依据 GB/T

3512—2001 老化试样后测试其性能，老化温度为 250 ℃，光阴分说为 24，48，72 h。用老化后试样拉伸强度与扯断伸长率的乘积除了以老化前两者的乘积来合计老化系数。

2 造诣与品评辩说

2. 1 氧化铈用量对硅橡胶耐老化性能的影响

在高温下硅橡胶主要爆发主链降解和侧链中甲基的氧化反映。在硅橡胶中到场稀土金属氧化物等都能普及其耐热性能，可能的机理是稀土金属氧化物有多个份子价态，在高温状态下从高价态到重价态发生负气氧化复原应声，在确定温度畛域内能够压迫硅橡胶中由于氧化应声所发生的游离基; 而另一些导热填料由于具备较高的热导率且不含可导致硅橡胶主链降解的微量酸、碱、水和羟基等，是以同样能提高硅橡胶在空气中的热晃动性。从图 1( a) 和图 1( b) 可以看出，随着氧化铈用量的增添，未老化硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率部门增大。氧化铈用量为 8 份时硅橡胶的拉伸强度最大，比未增添者增大了 104% ; 氧化铈用量为 6 份时硅橡胶的扯断伸长率最大，比未添加者增大了 131% 。在 250 ℃ 下老化 24 h 后，添加 6 ～ 8 份氧化铈后硅橡胶的拉伸强度根基不变更，而染指 8 份氧化铈硅橡胶的扯断伸长率呈回升趋向。跟着老化光阴的缩短，加入 8 份氧化铈硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率的丢失率最小; 老化 48 ～72 h 后添加 4 ～ 6 份氧化铈硅橡胶的拉伸强度明确飞腾，可是逾越 6 份后反而有所增大。由图 1( c) 也可以看出插足 8 份氧化铈时硅橡胶的老化系数最挨近 1。从图 1( d) 可以看出，添加氧化铈的试样经 72 h 老化后的邵尔 A 硬度着落值为 5 摆布。实验造诣表明在老化前将差距用量的氧化铈添加到硅橡胶中其扯断伸长率基础细反，于是氧化铈的插足对硅橡胶扯断伸长率的影响并不大; 添加氧化铈对提高硅橡胶在 250 ℃ 以上的耐热性能有确定的熏染，而且插足 8 份中间氧化铈硅橡胶的耐热性能最佳。

2. 2 氧化铈用量对硅橡胶热刚强性能的影响

由图 2 可以看出，未添加氧化铈硅橡胶的热合成温度较低，为 453. 0 ℃，这是由于硅橡胶侧链的氧化断裂和主链的降解所致。添加氧化铈后硅橡胶的热合成温度没有同水平川向高温区挪移，剖析插足氧化铈可以不同水平川提高硅橡胶的热平稳性能。比力氧化铈用量不同时硅橡胶发生氧化裂解的温度可以发现，添加了 6 份氧化铈硅橡胶在表 1 中试样的外在起始剖析温度及失重 5% ，10% ，30% ，50% 时的温度果断用 Td，T5，T10， T30，T50展现［5］。从表 1 可以看出，添加氧化铈后硅橡胶的失重速率开始时较小，逾越未必温度后快捷增大，且超过了未添加氧化铈试样的失重速率。因此可以以为氧化铈在 400 ～ 510 ℃ 时榨取了硅橡胶的热失重，而超越 510 ℃ 后氧化铈反而会减轻硅橡胶的热失重。参照图 1 的热空气老化性能实验成果可以患上出起始分解温度越高硅橡胶耐热性能越好的论断。

硅胶耐热添加剂的成果较为明确，比照未添加者其热分解温度提 胶的热分解温度反而升高，这可以是由于氧化铈高了 25. 5 ℃。可是跟着氧化铈用量的添加硅橡 用量过多反而加剧了硅橡胶的热降解所组成的。

 3 结 论

a)    耐热添加剂稀土氧化铈可以清晰提高硅橡胶的耐热性能。添加 8 份氧化铈硅橡胶的拉伸强度最大，比未添加者增大了 104% 。

b)    在 250 ℃下老化 72 h 后，添加 8 份氧化铈硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率的丢失率最小。

c)     添加 6 份氧化铈硅橡胶的热分解温度较未添加者提高了 25. 5 ℃。氧化铈在 400 ～510 ℃时抑制了硅橡胶的热失重行为。