论文部分内容阅读
陶瓷化硅橡胶是近年来出现的一种新型防火材料,主要用作防火电线电缆。陶瓷化硅橡胶是在硅橡胶基体中添加一定比例的成瓷填料、助熔剂、交联剂及其他助剂,经过硫化交联制备而成。陶瓷化硅橡胶在常温下能够保持普通硅橡胶良好的弹性和力学性能,当遇到明火或处于高温环境时,这种复合材料能转变为具有自支撑性能的陶瓷体,从而阻止火焰向材料内部蔓延,达到阻燃防火目的。本文研究了瓷化条件及配方因素对陶瓷化硅橡胶和陶瓷体性能的影响,并采用TGA、SEM、EDS和XRD对陶瓷体进行表征,探讨硅橡胶的瓷化机理。首先,研究烧蚀温度及升温速率对陶瓷化硅橡胶性能的影响。结果表明,随着烧蚀温度从700℃增加到1100℃,陶瓷化硅橡胶的烧蚀质量损失率从48.6%增加到50.2%,线性收缩率从-1.4%增加到4.0%,陶瓷体的弯曲强度从1.0MPa增大到12.5MPa。升温速率对陶瓷化硅橡胶及陶瓷体性能的影响不大。其次,研究玻璃粉软化点及用量对陶瓷化硅橡胶性能的影响。结果表明,随着玻璃粉的软化点升高,陶瓷化硅橡胶的热稳定性提高。玻璃粉软化点为480℃时,陶瓷体的弯曲强度和冲击强度最高,分别为21.2MPa和7.7J·m-1。SEM分析表明,软化点为480℃的玻璃粉对应陶瓷体的冲击断面分布大量微孔,内部结构呈液相“桥接”的特征。XRD分析表明,陶瓷体中形成了玻璃共熔体,析出了新的晶相。而软化点分别为320℃、650℃和850℃的玻璃粉对应陶瓷体的断面出现较大的裂缝,陶瓷体致密性较差。随着玻璃粉用量从0份增加到30份,混炼胶的硫化速度加快,硫化胶的力学性能有所降低,热稳定性变差,陶瓷体的弯曲强度从2.0MPa增大到13.3MPa。陶瓷体表面脱落和鼓泡等缺陷逐渐变少,表面光滑程度和平整度提高。最后,研究白炭黑种类及用量对陶瓷化硅橡胶性能的影响。结果表明,随着气相白炭黑用量从0份增加到40份,陶瓷化硅橡胶的拉伸强度提高了近100%,烧蚀质量损失率从55.8%减小到37.6%,陶瓷体的压缩强度从0.6MPa增大到5.8MPa,陶瓷体的表面缺陷逐渐减少。当白炭黑用量相同时,气相白炭黑对应的陶瓷体比沉淀白炭黑对应的陶瓷体强度更高,内部结构更加致密。