硅橡胶是一种高弹性的有机高分子材料,它与普通橡胶相比,具有优良的耐高温、耐低温性能,耐候性、耐化学物质、透气性及无臭无味无毒等优良性能,广泛应用于电子电力、民用医疗、汽车工业、纺织行业及医疗设备领域等。气相二氧化硅作为硅橡胶的补强剂,其使用量占气相二氧化硅总消费量的60%以上,因此,硅橡胶可以说是一个前景广阔的高端气相二氧化硅的应用领域。
在硅橡胶的生产过程中,透明硅橡胶的黄变问题,长期困扰着企业的配方设计人员和生产、质检人员。对于高温硫化硅橡胶而言,要经过一次硫化和二次硫化,以除去过氧化物的分解残余物,同时使硅橡胶进一步交联,以获得最佳的物理性能。但是,硅橡胶二次硫化后经常出现变黄的现象,影响了制品的透明性,需要提供一个完美的解决方案。
白炭黑含有杂质或者是pH过低
有报道称,在一定条件下,白炭黑的pH值呈酸性时可导致硅橡胶显著变黄,发黄程度与pH值呈反比,当pH小于5.5时,这种反比例关系表现得比较明显,这是由于白炭黑中所含的二烷基过氧化物因酸性环境催化裂解而产生的含酮化合物经缩合成醛醇,再经脱水生成一种共轭化合物,该化合物会吸收蓝光段的谱带,从而导致二次硫化后的硅橡胶变黄。
另外,气相法白炭黑中制造工艺中会带入氯离子,也会存在少量的多价Fe、Cr等金属离子,氯离子在硅橡胶硫化过程中又会变成氧化性极高的次氯酸根离子,当它遇到金属离子后,原本低价的金属离子就容易被氧化成显色的高价离子,这样也会成为硅橡胶变黄的原因。
表面处理剂HMDZ使胶料呈碱性
在硅橡胶生产过程中,常使用表面处理剂六甲基二硅氮烷(HMDZ)来处理气相白炭黑,而六甲基二硅氮烷只有先与水反应,才能生成处理白炭黑的三甲基硅醇,同时释放出氨气,如果氨气残留在胶料中,会产生强碱性,从而造成硅橡胶黄变。
硫化温度和时间
硅橡胶在进行热处理时,若时间过长或温度过高,会导致胶料中的乙烯基发生氧化,形成共轭二烯烃化合物,从而使二次硫化后的硅橡胶变黄。
反应容器引入杂质
一般的胶料反应器都是由不锈钢等材料制成,都可能引入微量的金属杂质,如铁、铬等,即使是微量的金属杂质,也有可能导致二次硫化后硅橡胶黄变。
综合以上种种原因,为了防止硅橡胶二次硫化后产生黄变,可以从以下方面进行预防:
一、在设计配方时,尽量考虑混炼胶的体系接近于中性;
二、控制合理的硫化温度和时间;
三、使用侧链上含氢的聚甲基氢化二烯类硅氧烷固化剂,可抑制有机硅中所含杂质的氧化反应,防止黄变。
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