摘 要

本论文以甲基乙烯基硅橡胶（VMQ）作为基体，通过添加高岭土、云母作为成瓷填料，制备了可以在高温环境下发生陶瓷化反应，生成具有自支撑结构的陶瓷体。

TG-DSC测试显示，添加高岭土、云母填料能够明有效提高材料的热稳定性。当高岭土添加量为40wt%、云母添加量为40wt%时，残留率为55.53%。SEM结果显示，Kaolin/Muscovite/Glazes/VMQ复合材料大约从800℃左右发生有机-无机的陶瓷化转变，直到1200℃才能形成表面完整，致密的瓷化结构。

添加纤维作为增强材料可以有效改善陶瓷化硅橡胶的力学性能。当以高硅氧布为纤维增强体时，拉伸强度达到4.832MPa；当以氧化锆短切纤维为纤维增强体时，强度达到3.811MPa。同时两者的弯曲性能也有明显的提高，并且在1200℃时达到最大值分别为5.512MPa，3.902MPa，较增强之前提高了2.092MPa和0.502MPa。

关键词：高岭土，云母，纤维, 复合材料

Abstract

Traditional flame retardant polymer materials by adding flame retardants to achieve flame retardant effect, but when the fire, these materials in high temperature or combustion environ-

ment by thermal decomposition of toxic substances, low Strength characteristics will make the disaster intensified.Compared with the past, flame retardant polymer materials, high temp

-erature resistant ,ceramizable silica rubber has excellent insulation, ozone resistance and resistance.But , the general,silicone rubber composite material has low tensile strength.So it needs to be strengthened by adding fiber materials.In this paper, ceramizable silicone-based composite was prepared by using VMQ as matrix and Kaolin, mica as additives, the ceramifying reaction can occur at high temperature and become a self-supporting structure of the ceramic body.

TG-DSC test showed that thermal stability was significantly improved as Kaolin and Mica added. When the addition of Kaolin was 40wt%, the addition of Mica was 40wt%, the residual rate was 55.53%.SEM results showed that Kaolin/Muscovite/Glazes/VMQ starts the organic-inorganic transition at 800⁰C.And it is not until 1200 degrees centigrade that a complete and dense porcelain structure can be formed.

Fiber was added as a reinforcing material, which can effectively improve the thermodyna

-mic property of silicone rubber. When the cloth of high silicon oxide for the fiber , the tensile strength of 4.832MPa.When the short cut fiber of zirconia is used as fiber, the strength reaches 3.811MPa.The flexural strength of two groups were both improved significantly after 1200℃,and the maximum were 5.512MP, 3.902MPa, which increased 2.092MPa, 0.502MPa, compared with fiber enhanced before.

Key Words: kaolin, mica, fiber, composite

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 有机硅聚合物基复合材料 1

1.1.1 有机硅高分子材料简介 1

1.1.2 有机硅高分子工业的国内外发展现状 1

1.2 有机可瓷化硅橡胶复合材料 2

1.2.1 硅橡胶种类与性能 2

1.2.2 成瓷填料的分类概述 3

1.2.3 硅橡胶复合材料的可瓷化机理 5

1.3 助熔剂对陶瓷化过程的应用概述 5

1.3.1 釉料的应用 5

1.4 硫化特性 6

1.4.1 硫化 6

1.4.1 硫化曲线 6

1.4 课题研究的背景、内容及应用 7

1.4.1 课题研究的应用及意义 7

1.4.2 课题的研究内容 7

第2章 可瓷化硅橡胶复合材料的制备与性能研究 8

2.1 引言 8

2.2 实验部分 8

2.2.1 实验原料 8

2.2.2 实验仪器及设备 8

2.3 可瓷化Kaolin/Muscovite/Glazes/VMQ复合材料的制备 9

2.4 测试与表征 10

2.4.1 拉伸性能测试 10

2.4.2 弯曲强度测试 10

2.4.3 TG-DSC测试 10

2.4.4 硫化曲线 10

2.5 分析与讨论 10

2.5.1 拉伸性能分析 10

2.5.2 残留率 11

2.5.3 弯曲性能分析 12

2.5.4 热重分析 13

2.5.5 硫化曲线 14

2.6 本章小结 15

第3章 纤维增强硅橡胶复合材料的制备与性能研究 17

3.1 引言 17

3.2 实验部分 17

3.2.1 实验原料 17

3.2.2 纤维增强硅橡胶复合材料的制备 17

3.3 测试与表征 18

3.3.1 拉伸性能测试 18

3.3.2 弯曲强度测试 18

3.3.3 X-rd测试 18

3.3.4 SEM测试 18

3.4 分析与讨论 19

3.4.1 拉伸性能分析 19

3.4.2 弯曲性能分析 19

3.4.3 物质成分分析 20

3.4.3 微观断面分析 20

3.5 本章小结 22

第4章 实验结果 23

参考文献 24

致谢 25

第1章绪论

• 1. 有机硅聚合物基复合材料

1.1.1有机硅高分子材料简介

硅在地壳中是仅次于氧的第二元素，占据地壳元素含量的25.8%^【1】。随着电子技术的迅猛发展和半导体的广泛应用，单晶硅的存在越来越被人所熟知。相较之下，有机硅的起步较晚，在第二次世界大战之后才渐渐出现，并逐渐成长为一种重要的高分子合成材料。