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耐高温RTV-1硅橡胶粘合剂的研究

作 者: 吴连锋
导 师: 郑俊萍
学 校: 天津大学
专 业: 材料学
关键词: 硅橡胶粘合剂 偶联剂 增粘剂 耐热添加剂 耐高温 力学性能
分类号: TQ333.93
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 300次
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内容摘要


硅橡胶具有以下优点:极宽的使用温度范围(-100~250℃),低毒性,高透明性,化学惰性,极佳的耐候性,良好的电绝缘性等。单组份室温硫化(RTV-1)硅橡胶粘合剂(SRA)由于使用方便,无需高温固化,因而广泛应用于耐高温元件的粘接,随着航空、航天技术的发展,进一步提高RTV-1 SRA的耐热性成为研究热点。本文选择端羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)作为基础胶,详细研究了纳米增强填料、硅烷偶联剂、催化剂、增粘剂、颜料等对RTV-1硅橡胶粘合剂的粘接性能的影响,并制备了室温下具有优异粘接性能的RTV-1硅橡胶粘合剂。结果表明,纳米二氧化硅可以大幅度提高RTV-1硅橡胶粘合剂的力学性能,增粘剂A和增粘剂B可以明显提高粘合剂对金属基材的粘接性能,加入增粘剂A后,粘合剂对铝的剪切强度达到4.0MPa,加入增粘剂B后,粘合剂对镍的剪切强度达到0.8MPa。本文详细研究了提高RTV-1硅橡胶粘合剂耐高温性能的途径,包括纳米填料的表面改性,添加硅氮烷,使用混合偶联剂,添加耐热添加剂(纳米二氧化钛、纳米二氧化锡、纳米氧化锌、铁红和碳纳米管等)等方法。结果表明,添加改性后的纳米二氧化硅和硅氮烷可以消除羟基从而提高硅橡胶的热稳定性;使用醇型偶联剂B和醇型偶联剂C混合偶联剂可以提高硅橡胶的耐热性;耐热添加剂的加入可以进一步提高硅橡胶的耐高温性能,其中纳米二氧化钛、铁红和碳纳米管的加入,硅橡胶的耐热性增加更明显,利用上述三种耐热添加剂制备了耐350℃的粘合剂,经350℃老化后,剪切强度仍达到1.67MPa。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 综述  8-26
  1.1 粘合剂与密封胶简介  8-12
    1.1.1 粘合剂与密封胶  8-9
    1.1.2 粘接与密封技术  9-10
    1.1.3 粘合剂与密封胶的分类  10-11
    1.1.4 粘合剂与密封胶粘接理论  11-12
  1.2 有机硅粘合剂简介  12-20
    1.2.1 有机硅的结构与性能  12-14
    1.2.2 有机硅粘合剂的分类  14-15
    1.2.3 室温硫化硅橡胶粘合剂概述  15-17
    1.2.4 室温硫化硅橡胶研究现状  17-20
  1.3 硅橡胶耐热性研究现状和发展方向  20-25
    1.3.1 室温硫化硅橡胶热降解机理  20-21
    1.3.2 室温硫化硅橡胶耐热性特点  21
    1.3.3 室温硫化硅橡胶耐热发展方向  21-25
  1.4 论文研究目的和意义  25-26
第二章 RTV-1 硅橡胶粘合剂的制备  26-44
  2.1 引言  26
  2.2 实验部分  26-28
    2.2.1 实验原料及仪器设备  26-27
    2.2.2 RTV-1 硅橡胶粘合剂的制备  27
    2.2.3 金属的粘接  27-28
  2.3 测试与表征  28-29
    2.3.1 粘度测试  28
    2.3.2 表干时间测试  28
    2.3.3 剪切强度测试  28
    2.3.4 热老化实验  28-29
    2.3.5 红外(FT-IR)分析  29
  2.4 结果与讨论  29-42
    2.4.1 107 胶的选择  29-30
    2.4.2 补强填料对RTV-1 硅橡胶粘合剂粘接性能的影响  30-33
    2.4.3 偶联剂对RTV-1 硅橡胶粘合剂粘接性能的影响  33-36
    2.4.4 其他填料对RTV-1 硅橡胶粘合剂粘接性能的影响  36-38
    2.4.5 增粘剂对RTV-1 硅橡胶粘合剂粘接性能的影响  38-39
    2.4.6 催化剂对RTV-1 硅橡胶粘合剂粘接性能的影响  39-41
    2.4.7 外界条件对RTV-1 硅橡胶粘合剂的影响  41-42
  2.5 本章小结  42-44
第三章 RTV-1 硅橡胶粘合剂的性能研究  44-58
  3.1 引言  44
  3.2 实验部分  44-46
    3.2.1 实验原料及仪器设备  44
    3.2.2 RTV-1 硅橡胶胶片的制备  44-45
    3.2.3 RTV-1 硅橡胶拉伸试样的制备  45
    3.2.4 RTV-1 硅橡胶的加速老化实验  45
    3.2.5 RTV-1 硅橡胶的溶胀实验  45
    3.2.6 纳米粒子表面改性实验  45-46
    3.2.7 107 胶的封端实验  46
    3.2.8 粘合剂储存稳定性测试实验  46
  3.3 测试与表征  46-47
    3.3.1 力学强度测试  46
    3.3.2 邵尔硬度测试  46
    3.3.3 电阻率的测试  46-47
    3.3.4 环境扫描电子显微镜(ESEM)分析  47
  3.4 结果与讨论  47-56
    3.4.1 RTV-1 硅橡胶的力学性能研究  47-49
    3.4.2 RTV-1 硅橡胶硬度的研究  49-50
    3.4.3 RTV-1 硅橡胶电性能的研究  50-53
    3.4.4 RTV-1 硅橡胶粘合剂储存性能的研究  53-56
  3.5 本章小结  56-58
第四章 RTV-1 硅橡胶粘合剂的耐高温性能研究  58-75
  4.1 引言  58-59
  4.2 实验部分  59
    4.2.1 实验原料与仪器设备  59
  4.3 测试与表征  59
    4.3.1 热失重分析  59
  4.4 结果与讨论  59-73
    4.4.1 消除硅羟基  59-62
    4.4.2 偶联剂的配合  62-63
    4.4.3 耐热添加剂的选择  63-68
    4.4.4 耐高温RTV-1 硅橡胶粘合剂的制备及耐热机理研究  68-73
  4.5 本章小结  73-75
第五章 全文结论  75-76
参考文献  76-81
发表论文与科研情况说明  81-82
致谢  82

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业 > 合成橡胶 > 氟橡胶、硅橡胶
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