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摘 要

以端羟基硅油、含氢硅油、有机锡以及其它的发泡助剂，通过配方实验得到泡孔均匀的泡沫硅橡胶。在实现基本发泡配方设计的基础上，进一步研究白炭黑的种类、白炭黑和MQ硅树脂的数量等工艺参数对发泡硅橡胶孔均匀和物理机械性能的影响。通过对端羟基硅油的黏度和用量、催化剂的用量、二氧化硅与MQ硅树脂的对比与用量、改性硅藻土的制备与用量、物理与化学发泡剂的选择对比与用量、稳泡剂、温度的选择，确定基本配方，孔相对均匀、力学性能优秀的复合补强发泡硅橡胶。

在研究制备工艺和方法的过程中，添加二氧化硅、MQ硅树脂来提高橡胶泡沫材料的拉伸强度。采用改性的硅藻土和稳泡剂作为明显改善了气泡的发泡倍率和均匀性，并且改善了串孔以及间壁特厚的现象。

关键词：MQ硅树脂，白炭黑，发泡，补强，

Preparation of silica / MQ silicone composite reinforced foam silicone rubber

Abstract

The foam silicone rubber with uniform pore size was obtained through the formula experiment with hydroxyl terminated silicone oil, hydrogenated silicone oil, organotin and other foaming AIDS. Based on the design of basic foaming formula, the effects of process parameters, such as the type of silica, the number of silica and MQ silicone resin, on the pore uniformity and physical and mechanical properties of foamed silicone rubber were further studied. Through the viscosity and dosage of hydroxyl terminated silicone oil, the dosage of catalyst, the comparison and dosage of silica and MQ silicone resin, the preparation and dosage of modified diatomite, the selection and dosage of physical and chemical foaming agents, the selection of foam stabilizer and temperature, the basic formula, relatively uniform pores and excellent mechanical properties of the composite reinforced foam silicone rubber were determined.

Silicon dioxide and MQ silicone resin were added to improve the tensile strength of rubber foam. The modified diatomite and foam stabilizer were used to improve the foam ratio and uniformity of the bubbles, and to improve the phenomenon of the extra thickness of the pores and the inter walls.

Key words: hydroxyl terminated silicone oil, foaming, reinforcement, foam stabilizer

目录

摘要 I

Abstract II

目录 I

第一章 绪论 1

1.1 前言 1

1.2 液体硅橡胶 2

1.2.1 液体硅橡胶分类与应用 2

1.2.2 补强发泡硅橡胶的原理 2

1.3 本文研究的意义与内容 3

第二章 实验部分 4

2.1 制备补强硅橡胶的原材料 4

2.2 制备补强硅橡胶仪器 5

2.3 实验方案 5

2.3.1 发泡剂的选择 5

2.3.2 改性硅藻土的制备 6

2.3.3 MQ-102的溶解 6

2.3.4 基础配方设计 6

2.3.6 以纯硅油或MQ硅树脂分别与二氧化硅的配方设计 8

2.3.7 制备白炭黑/MQ硅树脂补强发泡硅橡胶的工艺流程 8

2.4 性能测试 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 制备原理 10

3.2 沉淀法与气相法白炭黑对硅橡胶效果的对比图以及对比分析原因 10

3.3 物理、化学发泡剂对补强过的硅橡胶泡孔大小结构的影响 11

3.4 MQ硅树脂对发泡硅橡胶泡孔结构的影响 11

3.4.1 密度和发泡倍率测试 13

3.4.2 力学性能 13

第四章 结论与展望 14

参考文献 15

致谢 19

第一章 绪论

1.1 前言

以这个时代人均消费水平的提高为前提，材料对生产生活的影响越来越重要。通过合理的选购室内材料，其材料的环保与外观可以既有利于增加舒适感、人体健康，还有益于材料的回收利用^[1]。为解决这些问题，环保材料应运而生。发泡材料也应该走向环保的道路，响应国家的号召。发泡材料是一种以气体当做填充物品的复合材料^[2]。在餐具盒、汽车内饰、家居用品、交通、航空航天、制冷设备等领域拥有远大优势。软泡材料是发泡材料中的一项，手感软和、样品弹性好^[3]。软质发泡材料是结合塑料与橡胶等原始基体辅以各种稳泡剂、催化剂和发泡剂，发泡剂进入他的自由体积让其体积变大，随之减小密度，让其具有优异的性能^[4]。

目前，国内市场上很少能见到有机硅泡沫材料，正在逐步深入对它们的研究工作。因此，研究软质高分子硅橡胶泡沫材料的各项特性，可以丰富泡沫材料市场有着深远意义^[5]。本文研究了补强发泡硅橡胶泡沫制备工艺以及配方，探索制备方法与优化手段，来寻找其内在补强及发泡均匀的规律^[6]。以至于获得优异的性能、均匀的泡孔、优良的弹性、高耐热性的发泡材料^[7]。

世界各国也一直致力于对发泡硅橡胶的研究，我国研究人员以及公司应该尽快研制开发出基础配方及相关的改进措施，制作适合市场需求的发泡硅橡胶材料^[8]。广阔的地域促进市场需求，为发泡硅橡胶工业在中国的高速发展形成优势条件。特别是国务院发表加快发展新型的高分子材料扩大其战略的领域，充分迎合世界的需求^[9]。尤其是在环保领域的发泡材料具有保护地球环境以及人类健康的作用，而且与其他同类型的泡沫材料相比节能且降低成本^[10]。比如某些发泡硅橡胶质地轻盈，产品适合儿童玩耍，且具有耐磨耐摔的性质，保证产品能够长期使用。比如德国的巴斯夫公司与阿迪达斯的合作跑步鞋产品，在市场上掀起球鞋爱好者狂热追求，其巴斯夫公司的材料在结构上有巨大优势与其他科技公司相比，其发泡材料收到作用力时，会均匀地将力迅速分布到材料所需求的地方。其内部有一个气囊结构，会吸收挤压的能量并且会在挤压力消失的瞬间同时也会反馈给材料^[11]。具有耐磨性佳、防滑且有弹性等优良性能。通过媒体的宣传以及营销手段，此次的市场将跑鞋市场有扩大，同类型的产品络绎不绝，鞋底不易断裂、柔软度较好的优点和弯曲伸缩性能极佳^[12]。此款跑鞋将阿迪达斯的市值增加许多。比如聚氨酯这种类型的化工产品早就已经分布到世界新材料市场的角落而且早就实现了大规模的工业化产品去销售世界各地，国内也有一些非常著名的厂商也靠着聚氨酯这类的发泡材料发家致富。目前单一的生产聚氨酯发泡产品已经无法跟上时代的需求，因此改变是必经之路^[13]。现代科学技术与经济的发展的并驾齐驱，使得新城既要满足市场也要满足工业化的批量生产，微发泡技术的出现使得市场进入一个材料新领域，开辟了另一条发展经济之路。

1.2 液体硅橡胶

1.2.1 液体硅橡胶分类与应用

发泡硅橡胶泡沫材料按产品的形态将它分为热硫化硅橡胶泡沫材料和液体硅橡胶泡沫材料。以交联机制分缩合、加成^[14]。缩合型是通过末端的羟基与交联剂的官能团之间的缩合反应实现的。加成型主要是以含乙烯基的聚有机硅氧烷为基胶、含Si-H基的聚有机硅氧烷为交联剂^[15]，在催化剂作用下，通过乙烯基与Si-H基的加成反应实现交联。

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