交联密度法研究室温硫化硅橡胶胶粘剂配方优化和机理

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光缆线包用室温硫化硅橡胶胶粘剂是光纤线包系统的重要组成部分,对于线包的使用稳定性和高低温贮存稳定性具有重要意义。为解决现用光缆配套胶粘剂因低温结晶而导致解脱力过大的问题,本论文旨在开发满足高低温环境贮存及解脱力适中的光纤光缆用室温硫化硅橡胶胶粘剂,并从交联密度的角度阐明交联剂、催化剂及偶联剂与室温硫化硅橡胶力学和高低温性能的关联机制。通过DSC、TGA、拉伸试验、适用期及解脱力测试等手段进行了室温硫化硅橡胶胶粘剂的基础配方设计,确立以低温结晶性能改善的端羟基甲基苯基硅橡胶为主体材料,优选脱醇型交联剂正硅酸乙酯,优选催化剂为二月桂酸二丁基锡,填料为气相法纳米二氧化硅,偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。通过拉伸试验、SEM及TGA等手段研究了纳米填料对室温硫化硅橡胶性能的影响,结果显示气相法纳米二氧化硅可以有效增强硅橡胶,然而二氧化硅用量增大导致纳米填料的分散性降低,同时气相法二氧化硅表面的端羟基在高温下参与硅橡胶的降解反应,导致硅橡胶热稳定性能的降低。以交联密度法研究了交联剂、催化剂及偶联剂用量与室温硫化硅橡胶性能的关联机制,重点探讨了偶联剂用量对室温硫化硅橡胶力学性能和高低温性能的影响。发现交联剂、催化剂及偶联剂的用量均存在一最佳值,其力学性能与化学交联密度的比例呈正相关。硅烷偶联剂KH550一方面参与室温硫化硅橡胶的化学交联,另一方面与二氧化硅表面形成氢键。在当KH550的用量为6份时,室温硫化硅橡胶有较好的力学性能,纳米填料与硅橡胶有优异的界面性能。并且,KH550可以有效地提高室温硫化硅橡胶的耐低温性能和耐热性。室温硫化硅橡胶胶粘剂的解脱力测试表明显示,绕制光缆线包的常温解脱力为20~30g,在-50℃的解脱力变化不大,解决了因低温结晶导致低温解脱力过大的问题。
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