中國(guó)粉體網(wǎng)訊 橡膠具有諸多特異的性能，如優(yōu)異的耐候性、電絕緣性等，在汽車、電子電氣、醫(yī)療器械、電力以及航空航天等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但橡膠受熱易分解，制品燃燒過程中不易自熄，極大地限制了其應(yīng)用。因此提高橡膠的阻燃性能是其研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方向，添加阻燃劑是改進(jìn)其阻燃性能最常用的方法。通用阻燃劑包括鹵系阻燃劑與無(wú)鹵阻燃劑，無(wú)鹵阻燃劑又包括磷系、氮系阻燃劑、金屬氫氧化物、硅系阻燃劑以及復(fù)配阻燃劑。
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氫氧化鋁阻燃劑憑借著自身抑煙、阻燃、無(wú)毒、不揮發(fā)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在聚合物阻燃領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他阻燃劑。然而，氫氧化鋁作為無(wú)機(jī)填料與有機(jī)高聚物硅橡膠本體在物理形態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)上極不相同，二者親和性差，這些限制了填充劑在聚合物中的添加量，而且還會(huì)影響制品性能。在橡膠配方中，氫氧化鋁對(duì)于制品的力學(xué)性能、電性能、憎水性和阻燃性能均有較大的影響。因此，通過對(duì)氫氧化鋁添加量及粒徑大小的研究，進(jìn)而確定硅橡膠配方具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
氫氧化鋁粒徑及添加量對(duì)硅橡膠的影響
宋曉光等用激光粒度分布儀測(cè)試三種氫氧化鋁的粒徑，結(jié)果分別為1.2，2.6，3.2μm。設(shè)計(jì)各組氫氧化鋁的加入量分別為105，110，115，125，135份（質(zhì)量，下同），用普通捏合機(jī)混煉膠料，混煉好的膠料停放一段時(shí)間后經(jīng)稱量壓制成實(shí)驗(yàn)試片，測(cè)試其力學(xué)性能、電性能、憎水性、阻燃性能及耐熱老化性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)從粒徑角度講，不同粒徑的氫氧化鋁對(duì)硅橡膠拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度的影響都較大，總體而言，添加粒徑3.2μm氫氧化鋁的拉伸強(qiáng)度最好，2.6μm的撕裂強(qiáng)度最好。而對(duì)于扯斷伸長(zhǎng)率和硬度而言，添加量和粒徑不同氫氧化鋁的影響都沒有明顯的規(guī)律。
段金鳳等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)天然膠100份；炭黑N22035份；氧化鋅6份；硬脂酸2份；硫磺2.4份；其他助劑3.2份，在試驗(yàn)基本配方中加入不同添加量的超細(xì)氫氧化鋁，其余組份保持不變，硫化膠試樣的各項(xiàng)力學(xué)性能及阻燃性能的變化如下表：
從上表看出，在該配方體系中，隨超細(xì)氫氧化鋁添加量的增大，硫化膠力學(xué)性能呈現(xiàn)明顯的下降，拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率及撕裂強(qiáng)度均下降，相對(duì)體積磨耗量增大，耐磨性能變差。而硫化膠氧指數(shù)隨超細(xì)氫氧化鋁添加量的增大得到提升，在一定范圍內(nèi)，氫氧化鋁添加量每增大30份，硫化膠氧指數(shù)約增大2個(gè)單位。阻燃性能主要依靠加入的超細(xì)氫氧化鋁來(lái)實(shí)現(xiàn)，氫氧化鋁添加量越大，硫化膠燃燒時(shí)氫氧化鋁分解吸收的熱量越多，并且產(chǎn)生的結(jié)晶水越多，進(jìn)而更好的稀釋可燃性氣體和氧氣的濃度，提高氧指數(shù)及阻燃性能。但隨著氫氧化鋁填加量的增大，無(wú)機(jī)成份所占比例增大，含膠量降低，在受到外力作用時(shí)硫化膠中交聯(lián)鍵間協(xié)同能力減弱，導(dǎo)致力學(xué)性能下降。
為改善氫氧化鋁同聚合物之間的相容性，通常還采用偶聯(lián)劑對(duì)超細(xì)氫氧化鋁進(jìn)行表面處理。
改性超細(xì)氫氧化鋁對(duì)天然橡膠性能的影響
段金鳳等在上述試驗(yàn)基本配方中加入150份經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理后的超細(xì)氫氧化鋁。硅烷偶聯(lián)劑添加量分別為超細(xì)氫氧化鋁質(zhì)量的0、1%、1.5%、2%、2.5%、3%，其余組份保持不變，硫化膠的力學(xué)性能及阻燃性能變化如下表所示：
從上表中看出，硅烷偶聯(lián)劑添加量對(duì)氫氧化鋁的應(yīng)用效果表現(xiàn)為拉伸強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率先提升后下降，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑添加量為1.5%時(shí)，改性超細(xì)氫氧化鋁應(yīng)用效果最好，拉伸強(qiáng)度能達(dá)到13.10MPa，扯斷伸長(zhǎng)率達(dá)到286.83%。硅烷偶聯(lián)劑添加量對(duì)改性超細(xì)氫氧化鋁的阻燃性能提升不明顯，硫化膠氧指數(shù)基本保持在30%左右，垂直燃燒均能達(dá)到阻燃FV－0級(jí)別。即在一定范圍內(nèi)，硅烷偶聯(lián)劑添加量對(duì)改性超細(xì)氫氧化鋁應(yīng)用效果的改善主要體現(xiàn)在力學(xué)性能方面，在阻燃性能、氧指數(shù)方面變化較小。
參考來(lái)源:
[1]宋曉光等.氫氧化鋁粒徑及添加量對(duì)硅橡膠性能的影響
[2]段金鳳等.超細(xì)氫氧化鋁對(duì)天然橡膠性能影響的研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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