Недостаточная термостойкость силиконового каучука Рассмотрите возможность использования парофазного нано-диоксида титана 

Процесс производства диоксида титана в паровой фазе аналогичен процессу производства диоксида кремния в паровой фазе, в котором в качестве сырья используется четыреххлористый титан. После испарения он подвергается высокотемпературному гидролизу в водородно-кислородном пламени. Ключевые этапы синтеза в паровой фазе включают подготовку сырья, синтез сгоранием, сбор продукта, отделение газа от твердого вещества, удаление кислоты при высокой температуре, поглощение выхлопных газов и упаковку (некоторые продукты подвергаются гидрофобной обработке поверхности).

Уравнение реакции:

                            TiCl4+2H2+O2→TiO2+4HCl

Размер первичных частиц газофазного диоксида титана обычно составляет около 20 нм. Его агрегаты, подобно агрегатам газофазного диоксида кремния, образуют трехмерные нерегулярные цепочкообразные структуры с размерами от 200 до 500 нм.

Подобно пирогенному кремнезему, поверхность пирогенного диоксида титана также богата гидроксильными группами, и гидрофильный пирогенный диоксид титана обладает сильной гигроскопичностью.

Диоксид титана в паровой фазе находит широкое применение, обычно служа в качестве фотокаталитических материалов, термостабилизаторов и антипиренов для силиконового каучука, высокоэффективных красителей для солнечных батарей, добавок для спекания керамических и металлических материалов или добавок и сырья для структурных компонентов. Он также используется в материалах катодов с сухим покрытием в литий-ионных батареях для повышения производительности и срока службы.

Физические и механические свойства эластомеров при нагревании изменяются лишь незначительно. Силиконовый каучук является примером этого класса эластомеров, его стабильная структура O-Si-O обусловливает высокие теплоизоляционные свойства. Такие полимеры подвергаются значительной деградации только при температурах, превышающих 200 °C.

Изменения, происходящие при повышенных температурах, возникают в основном в результате двух механизмов. Во-первых, кислород в воздухе вызывает разложение органических функциональных групп. Это окислительное действие сначала приводит к охрупчиванию или гелеобразованию, а затем вызывает разложение полимера и образование летучих продуктов. Во-вторых, в отсутствие атмосферного кислорода деполимеризация приводит к образованию низкомолекулярных силоксанов, особенно когда в качестве катализаторов действуют кислоты или щелочи. Только при температурах, превышающих примерно 450 °C, происходит термическая деградация силиконового каучука с образованием диоксида кремния, углекислого газа и воды.

Диоксид титана, нанесенный методом парофазирования, является металлическим оксидом. Благодаря окислительным свойствам его металлических ионов, добавление этого металлического оксида в силиконовый каучук позволяет ему поглощать электроны. Этот процесс нейтрализует свободные радикалы, образующиеся при термическом воздействии на полимер, что значительно подавляет неконтролируемые реакции деполимеризации и окисления. В результате силиконовый каучук становится устойчивым к воздействию высоких температур.

Экспериментальные данные показывают, что термоотверждаемый силиконовый каучук без добавления пирогенного кремнезема демонстрирует потерю веса более 10% после одной недели хранения при температуре 250 °C. Напротив, силиконовый каучук, содержащий 0,5% пирогенного кремнезема, продемонстрировал потерю веса не более 8% после восьми недель хранения при той же температуре. Это ясно показывает, что пирогенный кремнезем имеет решающее значение для повышения термостойкости термоотверждаемого силиконового каучука.