硅橡膠硫化體系

硅橡膠硫化體系

基本介紹
一般認(rèn)為，硅橡膠硫化體系的選擇是非常有限的。但有關(guān)硅橡膠硫化的專利卻不少。大多數(shù)專利涉及室溫固化。此種硫化要求使用帶膠層的儲(chǔ)槽、電鍍槽，在電器表面需涂上絕緣層。當(dāng)橡膠用作密封或其它目的時(shí)常要求室溫硫化。
    硅橡膠低溫硫化最簡(jiǎn)便的方法是使用表面有OH基的白炭黑。此類填料在有疏質(zhì)子溶劑條件下用含氯七甲基環(huán)四硅氧烷處理。在催化劑月桂酸二丁基錫存在下填充氣相白炭黑的聚二甲基硅氧烷-α,ω-二醇也能室溫硫化。某些種類的聚硅氧烷可在經(jīng)含硅端羥基齊聚物處理后的白炭黑存在下硫化。
    含硅端烷氧基飽和彈性體在使用含硫的抗氧劑時(shí)能自硫化，生成硅氧鍵。硫化膠的耐熱性良好。
與填料改性無(wú)關(guān)的硅橡膠冷硫化的一般原則在研究論文中有所闡述：
[1]在由帶OH端基的生膠和RSiX3型交聯(lián)劑組成的“單組分”體系中生成交聯(lián)鍵。(式中X為羥基、亞胺基、硅氮基或乙二酰胺基)。這些基團(tuán)在空氣中的水份作用下水解，生成OH基，此后無(wú)需催化劑通過(guò)縮聚便生成Si-O-Si鍵。
[2]于催化劑(Pt，Sn，Ti的衍生物)參與下在含有能相互作用的含活性基團(tuán)的兩種硅橡膠組成的“雙組份”體系中生成交聯(lián)鍵網(wǎng)絡(luò)。
[3]在有填料、無(wú)催化劑時(shí)，兩種或多種硅橡膠的端基可能會(huì)相互作用。
事實(shí)上，第2、第3種情況是性質(zhì)相同，但含有不同活性基團(tuán)的自硫化膠料。
    目前，大量專利描述了這些過(guò)程的不同方面。但其中大多數(shù)只在細(xì)節(jié)上有所不同。例如一種可打印12×104次、用于激光打印機(jī)的橡膠，(強(qiáng)度為5MPa)，是不用催化劑的甲基硅橡膠或二苯基硅橡膠，甚至其它硅橡膠。由含端羥基和三甲基硅的兩種二甲基硅橡膠與七甲基乙烯基硅橡膠及炭黑組成的體系也可進(jìn)行硫化。此外，硫化反應(yīng)也可在含端羥基的有機(jī)硅橡膠與帶ON=CR2交聯(lián)劑的聚硅氧烷的混合膠料中進(jìn)行。端羥基二甲基硅橡膠在無(wú)水份時(shí)可用硅烷的二、三及四官能衍生物硫化。
    含硅烷醇端基的有機(jī)硅橡膠可在無(wú)機(jī)填料存在條件下用乙烯基(三羥基)硅烷硫化。含三甲基硅烷醇端基的硅橡膠在催化劑存在下，可用乙烯基三甲氧基硅氧烷硫化。硫化條件為20℃×7d。所得硫化膠強(qiáng)度達(dá)5.6MPa。此種膠料用于制作涂層及粘合劑，也可用于電子、醫(yī)療及食品工業(yè)。
    由含烯烴端基的聚硅氧烷，含SiH基的聚硅氧烷、催化劑及硅氧烷膠粘劑組成的膠料也可硫化。其硫化膠與熱塑性塑料和樹脂的粘接性極好。在Pt催化劑及NH3存在下，有一種含烯烴基的聚硅氧烷的混合膠料也可硫化。硫化膠的壓縮永久變形很低。

N-雜環(huán)硅烷，如雙(三烷基羥基硅烷基烯基氧化)吡啶，是金屬、塑料粘接的增粘劑。在Pt催化劑及填料存在下，它們可用于硫化端乙烯基硅氧烷及聚羥基硅氧烷的混合膠料。硫化反應(yīng)持續(xù)時(shí)間為7d。與鋁粘接的剪切強(qiáng)度為3.8MPa。
橡膠的共硫化
    含有各種可反應(yīng)官能團(tuán)的橡膠(性能不同)在有無(wú)害特殊硫化劑便可共硫化，這不僅對(duì)硅橡膠的低溫硫化是可行的，而且也適用于其它橡膠的高溫硫化。如氯化天然橡膠與羥基丁腈橡膠共硫化，可制得耐油、耐磨橡膠。氯化丁基橡膠與羥基丁腈橡膠在180℃下不用硫化劑便可共硫化。羥基丁腈橡膠與氯磺化聚乙烯橡膠，包括填充炭黑的膠料也可共硫化。聚氯乙烯與氫化丁腈橡膠的并用膠在180-200℃下可共硫化，生成胺基和醚基交聯(lián)鍵。環(huán)氧化天然橡膠和氯磺化聚乙烯填充炭黑的膠料，在無(wú)硫化劑時(shí)可共硫化。硫化膠的強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度極高，且耐磨性好。在無(wú)交聯(lián)劑的情況下，環(huán)氧化天然橡膠與氯丁橡膠及羧基丁腈橡膠的并用膠可共硫化。聚氯乙烯與羧基丁腈橡膠在180℃下共硫化，硫化膠的耐油、耐磨性都高。
     因此，選擇帶活性官能基的配對(duì)橡膠，在無(wú)特殊交聯(lián)劑的情況下進(jìn)行共硫化，是近十年來(lái)為解決硫化產(chǎn)生的生態(tài)問(wèn)題和改善硫化膠性能的主要方向之一。