1引言
硅橡膠是一種有機(jī)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(dá)370kJ/mol，比一般橡膠的C-C結(jié)合鍵能(240kJ/mol)要大得多，所以硅橡膠具有良好的高熱穩(wěn)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(nèi)使用。本實(shí)驗(yàn)主要考察了RTV-2在-30℃和90℃拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉伸強(qiáng)度伸長(zhǎng)率。
2實(shí)驗(yàn)
2.1主要樣品及儀器
RTV-2樣品：自產(chǎn)及市售。
島津電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：AGS-J，蘇州島津制作所；
高低溫環(huán)境箱：SDGDO-70/+350，吉林省三度試驗(yàn)設(shè)備有限公司；
2.2試件處理
所有樣品在(23士2)℃、相對(duì)濕度(50士5)%的標(biāo)準(zhǔn)條件下放置24h，按照G日16776-2005《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》要求制作粘結(jié)試件，試驗(yàn)試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下放置14d后，將試驗(yàn)試件分別放入(90±2)℃、(-30±2)℃高低溫環(huán)境箱保持1h。
2.2.1拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率檢測(cè)方法
按照GB 16776-2005《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》進(jìn)行試驗(yàn)，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(qiáng)度計(jì)算公式:
TS=P/S
式中：TS——拉伸強(qiáng)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(zhǎng)率計(jì)算公式：
E=[(W1-W0)/W0]×100
式中:E——斷裂伸長(zhǎng)率，單位為百分?jǐn)?shù)(%)；
W0——試件的原始寬度，單位為毫米(mm)；
W1——試件破壞時(shí)的拉伸寬度，單位為毫米(mm)
3結(jié)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(jié)試樣均為5個(gè)，結(jié)果取算數(shù)平均值)
從圖1、圖2可以看出，在-30℃時(shí)，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和最大強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率有明顯的升高。這是因?yàn)樵诘蜏乩鞎r(shí)，聚硅氧烷分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)能量減少，運(yùn)動(dòng)單元活性降低，表現(xiàn)為聚硅氧烷在低溫下的結(jié)晶效應(yīng)和體積收縮效應(yīng)。低溫結(jié)晶導(dǎo)致硅橡膠模量升高，結(jié)晶態(tài)硅橡膠微區(qū)起類似增加物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，使得拉伸粘結(jié)強(qiáng)度和最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率升高；聚硅氧烷分子鏈主要表現(xiàn)為低溫下的體積收縮效應(yīng)，即隨著溫度的降低，分子運(yùn)動(dòng)活性降低，側(cè)基、鏈節(jié)、鏈段活動(dòng)越來(lái)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(jié)強(qiáng)度和最大強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率明顯升高。
在90℃時(shí)，拉伸強(qiáng)度和最大強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率顯著降低。在高溫拉伸時(shí)，受熱效應(yīng)和體積膨脹效應(yīng)的影響，聚硅氧烷分子鏈段運(yùn)動(dòng)加快，致使白炭黑與聚硅氧烷分子鏈間的作用力減弱，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和最大強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率降低。
從表1、表2可以看出，-30℃拉伸粘結(jié)強(qiáng)度與23℃相比增長(zhǎng)了50%～70% ，最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率增長(zhǎng)了50%～65%，也說(shuō)明RTV-2聚有很好的耐低溫性。
90℃拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率與23℃相比降低了20%～30%，這是因?yàn)榉肿油蹑溣晒柙雍脱踉咏惶娼M(-Si-O-Si-)，硅氧鍵的鍵能高達(dá)370kJ/mol，比一般橡膠的C-C結(jié)合鍵能(240kJ/mol)要大得多，所以硅像膠具有良好的高熱穩(wěn)定性，也說(shuō)明RTV-2耐熱穩(wěn)定性好。
4結(jié)論
隨著溫度的降低，RTV-2拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率增大，-30℃時(shí)，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度增長(zhǎng)了50%～70%，最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率增長(zhǎng)了50%～65%；隨著溫度升高，RTV-2拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率降低，90℃拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、最大拉伸強(qiáng)度時(shí)伸長(zhǎng)率降低了20%～30%。
參考文獻(xiàn)
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