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蒙脱土纳米增强二苯醚亚苯基硅橡胶的阻隔性能研究

2015-03-13索军营李璐璐钱黄海程丽君

航空材料学报 2015年2期
关键词:复合材料

索军营, 李 帆, 李璐璐, 钱黄海, 程丽君

(1.成都飞机工业集团有限责任公司,成都610091;2.北京航空材料研究院,北京100095)

硅橡胶因具有优良的电绝缘、耐高低温[1]、耐候和耐臭氧等性能,广泛应用于航空航天、核工业、军事工业等领域[2,3]。飞行器在轨飞行期间,要受到原子氧、质子、电子、γ-射线等的作用[4,5];以原子反应堆为代表的原子能设备会受到反应堆核裂变产生的大量高能射线的辐照。橡胶材料受到这些射线的辐照后,会通过光电效应、康普顿效应[6]和电子对等方式传递能量,从而使橡胶分子激发和电离[7];橡胶宏观上表现为辐射交联和辐射降解[8~11],导致硅橡胶性能劣化而失去应用价值。因此提高硅橡胶的耐辐照性能具有非常重要的意义。

二苯醚亚苯基硅橡胶(diphenyl ether phenylene silicone rubber,简称DEP)是继二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、亚苯基硅橡胶之后开发的一类硅橡胶新品种,具有耐辐照、强度高、介电性能好、加工工艺优良等特点。

蒙脱土(montmorillonite,MMT,又称蒙脱石)是膨润土的主要成分,是一种2∶1型的层状硅酸盐((Al2xMgx)Si4O10(OH)2·(MnH2O)(其中M =Na+,Ca2+,Mg2+等),片层结构中包含三个亚层,在两个硅氧四面体亚层中间夹着一个铝氧八面体亚层,亚层之间通过共用氧原子以共价键连接[12]。由于结构中的Si4+可以被Al3+和Mg2+等取代,导致片层带有负电荷,因此在其表面往往吸附着Na+,Ca2+和Mg2+等阳离子以维持平衡,这些金属阳离子容易与烷基季铵盐或其他有机阳离子进行交换反应生成有机化蒙脱土,使蒙脱土由亲水性变为亲油性,提高片层与聚合物分子链的相容性,同时增大层间的距离,使聚合物更容易插入片层间,从而形成聚合物/蒙脱土纳米复合材料[13]。……

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