-
Эл. почта
Hifull@hifull.com
Нанотитан NT-50 трещины силиконового каучука “высокотемпературное охрупчивание” Невидимый щит дилеммы
2025-07-18
Силиконовый каучук (высокотемпературный вулканизированный силиконовый каучук, вулканизированный при комнатной температуре силиконовый каучук, жидкая резина и т. Д.) Широко используется в электронной упаковке, авиационной герметизации, автомобилестроении и других областях благодаря своим превосходным характеристикам, таким как устойчивость к атмосферным воздействиям, электроизоляция, устойчивость к высоким и низким температурам. Однако в высокотемпературной среде 250°C и выше силиконовый каучук подвержен термическому окислительному разложению, приводящему к разрушению полимерного каркаса и высыпанию боковых групп, сопровождающемуся испарением мелких молекул и разрушением сшитых структур, что приводит к потере веса и ухудшению механических свойств, что серьезно ограничивает срок его службы в экстремальных условиях работы. Вопрос о том, как улучшить устойчивость силиконового каучука к высоким температурам, стал горячей точкой исследований в области материалов.
Нанодиоксид титана (TiO₂) может быть использован в качестве потенциальной функциональной добавки и наполнителя в области силиконового каучука благодаря его термической стабильности, химической инертности и наноэффекту. Среди них нано-диоксид титана NT-50, полученный газофазным способом, имеет широкую перспективу применения в области силиконового каучука благодаря своим преимуществам малого размера частиц, хорошей дисперсности и высокой поверхностной активности. Технические специалисты компании Hubei Huifu Nano Materials Co., Ltd. изучили влияние NT-50 на устойчивость силиконового каучука к высоким температурам, сравнивая коэффициент удержания веса высокотемпературного клея, клея комнатной температуры и жидкого клея с нано-TiO₂ и без него в условиях аккумулирования тепла при температуре 250°C.
Специалисты АО хубэй Хуэйфу по наноматериалам выбрали три типичных силиконовых каучука: высокотемпературный клей, клей комнатной температуры и жидкий клей, и подготовили экспериментальную группу с 1,5% NT-50 и заготовительную группу без нано-TiO₂ соответственно. Все образцы хранили при постоянной температуре 250°C, регулярно взвешивали, и рассчитывали скорость удержания веса (норма удержания массы = масса после горячего хранения/начальная масса ×100%), а также строили график скорости удержания массы с количеством дней хранения тепла.
На кривой удержания веса силиконового каучука без NT-50 эксперимент по измельчению был прекращен, поскольку потеря веса резины составила более 40% через 7 дней. Потеря массы высокотемпературного клея и жидкого клея достигла 50% через 21 день, а измельчение резины было прекращено.
В кривой удержания массы при добавлении 1,5% силиконового каучука NT-50 потеря массы клея комнатной температуры, высокотемпературного клея и жидкой резины находится в пределах 5% через 7 дней, и даже через 60 дней она составляет не более 15%. Коэффициент удержания веса трех каучуков всегда поддерживался на уровне более 85% в течение 60 дней, что указывает на то, что добавление NT-50 эффективно ингибировало процесс термического окислительного разложения и значительно улучшало высокотемпературную стабильность силиконового каучука.
Улучшение НТ-50 по высокотемпературной стабильности силиконового каучука в основном отражается в трех аспектах:
Физический барьерный эффект: нано-TiO₂ частицы образуют плотную сетчатую структуру в силиконовой резиновой матрице, что затрудняет проникновение агрессивных сред, таких как кислород и водяной пар с одной стороны, и снижает возникновение реакций термического окисления. С другой стороны, он подавляет испарение мелких молекул, вызванное термическим разложением силиконового каучука, и снижает потерю веса.
Улавливание свободных радикалов: Являясь полупроводниковым материалом, нано-TiO₂ поверхностные электронные пары могут захватывать свободные радикалы, образующиеся в результате термического разложения, прекращать цепную реакцию свободных радикалов и существенно ингибировать окислительное разложение материала.
Оптимизация теплопроводности: высокая теплопроводность нано-TiO₂ может улучшить равномерность распределения тепла силиконового каучука, уменьшить ускоренную деградацию, вызванную локальным перегревом, сделать диффузию тепла более эффективной и замедлить общий процесс термического старения.
Нанодиоксид титана NT-50 эффективно ингибирует высокотемпературное термическое окислительное разложение силиконового каучука, обеспечивая приемлемое решение для увеличения срока его службы в экстремальных условиях. С точки зрения промышленного применения, добавление силиконового каучука NT-50 может быть дополнительно расширено для герметизации авиационных двигателей, упаковки автомобильных аккумуляторов на новых источниках энергии, рассеивания тепла высокотехнологичного электронного оборудования и других областей с требовательной высокой термостойкостью, решить проблему традиционной силиконовой резины «высокая температура и легкое старение», ожидается, что создаст более эффективную систему термической стабильности, будет способствовать повышению температуры материалов силиконовой резины до более высокой температуры, более надежному и длительному сроку службы, а также обеспечит ключевую материальную поддержку для развития высокотехнологичной обрабатывающей промышленности.
