Cao su silicone đề cập đến một loại cao su trong đó chuỗi chính bao gồm các nguyên tử silicon và oxy xen kẽ, và hai nhóm hữu cơ thường được gắn với các nguyên tử silicon.Cao su silicone thông thường được cấu tạo chủ yếu từ các liên kết chuỗi silicone có chứa nhóm metyl và một lượng nhỏ nhóm vinyl.
Lão hóa nhiệt là dạng lão hóa quan trọng nhất của cao su silicone.Môi trường sử dụng của cao su silicone là trong không khí có nhiệt độ cao, và sự kết hợp của nhiệt và oxy gây ra lão hóa nhiệt.Trong quá trình lão hóa oxy nhiệt, nhiệt độ cao thúc đẩy quá trình oxy hóa cao su silicone, và oxy thúc đẩy quá trình phân hủy nhiệt của cao su silicone.
Sự thay đổi cấu trúc của cao su silicone có thể được chia thành hai loại trong quá trình lão hóa nhiệt và oxy: một là sự suy thoái của các chuỗi phân tử gây ra bởi phản ứng lão hóa nhiệt và oxy;còn lại là liên kết chéo giữa các chuỗi phân tử.Sự đứt gãy chuỗi phân tử làm cho cao su bị dính sau khi lão hóa;cao su liên kết ngang sẽ cứng lại sau khi lão hóa, điều này sẽ làm giảm các tính chất cơ học của cao su và cuối cùng dẫn đến hỏng hóc.Khi không khí nóng lên, cao su silicone lưu hóa được liên kết chéo và giảm độ giãn dài khi đứt lớn hơn nhiều so với độ bền kéo.
Theo cơ chế lão hóa nhiệt của các chất lưu hóa cao su silicone, có một số cách để cải thiện các đặc tính lão hóa nhiệt của chúng, như sau:
Thay đổi thành phần của chuỗi bên của cao su silicone, chẳng hạn như đưa vào nhóm phenyl, v.v., để ngăn chặn sự liên kết ngang hoặc sự phân hủy của chuỗi phân tử của cao su silicone do sự phân hủy của chuỗi bên.Điều này là do nhóm phenyl không dễ bị oxy hóa, và cản trở steric được hình thành trong chuỗi silicon, vì vậy chuỗi silicon hữu cơ khó bị phân hủy hơn.Và vì hiệu ứng liên hợp lớn hơn và hiệu ứng cản trở steric, nhiệt độ phân hủy nhiệt cao hơn.
Bằng cách đưa các phân đoạn có khối lượng lớn vào chuỗi phân tử của cao su silicone, độ bền nhiệt của các liên kết chéo của các chất lưu hóa, chẳng hạn như cacbon, decyloxy, benzen, phenyl ete và các nhóm diimino mạch vòng, được cải thiện.
Các chất phụ gia chịu nhiệt được thêm vào hợp chất cao su để ngăn chặn liên kết chéo oxy hóa chuỗi bên và phân hủy chu trình chuỗi chính, chẳng hạn như oxit sắt, dioxan và hexaphenyl cyclotrisilane.
Thêm chất chống oxy hóa oxit kim loại
Cơ chế lão hóa oxy hóa của cao su silicone chủ yếu là phản ứng oxy hóa chuỗi bên do các gốc tự do gây ra.Nếu phản ứng dây chuyền này bị ngăn cản, quá trình oxy hóa sẽ dừng lại.Fe2O3 là chất chống oxy hóa được sử dụng phổ biến nhất, và lượng bổ sung thường là 3 đến 5 phần.Các báo cáo nghiên cứu liên quan cho thấy oxit kim loại tổng hợp được điều chế bằng phương pháp đồng kết tủa trong pha lỏng có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu nhiệt của cao su silicone.Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng oxit kim loại hỗn hợp sắt-thiếc có hiệu quả hơn trong việc cải thiện khả năng chịu nhiệt của cao su silicone so với một oxit sắt và oxit thiếc đơn lẻ.Điều này là do cấu trúc tinh thể của oxit kim loại tổng hợp đã chuẩn bị đã thay đổi, và các tác dụng chống oxy hóa tương ứng của chúng có tác dụng hiệp đồng.Nó có thể ức chế quá trình oxy hóa và cải thiện khả năng chịu nhiệt của cao su silicone.
Thêm silazane
Silazane có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu nhiệt của cao su silicone.Cơ chế là: Silazane có thể ức chế hiệu quả sự suy thoái của chuỗi chính, loại bỏ vết ẩm trong cao su silicone và làm cho khả năng chịu nhiệt của cao su silicone lên đến 350 ° C.Năng lượng hoạt hóa biểu kiến và độ ổn định thủy phân của silazan càng cao thì độ bền nhiệt của cao su silicone càng tốt.Những chất thường được sử dụng là: hexamethyldisilazane, hexamethylcyclotrisilazane, v.v.
Thêm silicone
Nhựa silicone là một polysiloxan liên kết ngang cao với cấu trúc mạng và là một loại nhựa nhiệt rắn.Chuỗi chính của nó bao gồm các liên kết silic-oxy và có cấu trúc tương tự như thạch anh và thủy tinh, đồng thời có tính ổn định oxy hóa nhiệt tuyệt vời.Làm nóng ở nhiệt độ 205 ° C trong 42 giờ, khối lượng nhựa silicone mất đi chỉ từ 2% đến 8%, và sau khi gia nhiệt ở 350 ° C trong 24 giờ, khối lượng giảm xuống dưới 20%.
