Page 45 - 《橡塑智造与节能环保》2017年8期

技术与装备
T echnology & equipment

为建立配方和性能之间的关系，人们在不同的填 表4 R2175在进行各种热循环之后的机械、由和热性能，经
过室温（RT）老化2184h后相应的变化百分率（%Δ）和相对
充量下测试了电性能、热性能及机械性能。填料是一 标准偏差（%RSD）
种硬质无机化合物，比硅（橡胶）聚合物具有更高的 机械性能 电性能 热性能
热导
导电性和导热性。EPM1-2493，这种用量最大、密度最 时间/h 循环/ 邵尔A 拉伸强 扯断伸 损耗因 介电常 率，
次
子/100 数/100
3
高（2.34g/cm ）的填料，具有最高的热导率，损耗因 硬度/ 度PSI 长率% kHz kHz STC/
(w/mk)
子、介电强度和硬度（1.134w/m•k，0.0020，5.16， 2184， 0 55 599 142 0.0010 3.00 0.45
RT
3
邵尔A硬度65度）。R-2188密度最少（1.05g/cm ）， 0 0 49 523 162 0.0011 3.16 0.469
用量最少。所以，R-2188具有最低的导热系统、耗 332 113 57 639 129 0.0010 3.22 0.469
668 241 57 581 102 0.0009 3.23 0.419
散因子、介电强度和硬度（0.232w/m•k，0.0005， 1848 649 58 701 119 0.0008 3.08 0.406
2.41，邵尔A硬度22度）（表1），中等填充量下性能 2184 766 61 671 97 0.0007 3.03 0.426
%Δ - 42% 28% -40% -36% -4% -9%
也居中。 %RSD - 4% 5% 18% 7% 23% 3%
在相比之下，玻璃化转变和一些其他机械性能，
表5 EPM1-2493在进行各种热循环之后的机械、电和热
如扯断伸长率和拉伸强度，完全取决于硅（橡胶）。 性能，经过室温（RT）老化2184 h后相应的变化百分率
（%Δ）和相对标准差
填充硅（橡胶）的玻璃化转变温度大致相当（-116~-
机械性能 电性能 热性能
114℃）（表2）。最低填充量的扯断伸长率最高， 时间， 损耗因 介电常 热导率，
h 循环次 邵尔A 拉伸强 扯断伸 子/100 数/100 STC/（w/
说明硅（橡胶）浓度高会提高机械弹性（R-2188， 硬度 度PSI 长率%
kHz kHz mk）
373%，413psi）（表3）。随着填料用量的增加，扯 2184， 0 70 326 77 0.0020 4.52 1.049
RT
断伸长率和拉伸强度降低，表明复合材料变硬并表现 0 0 65 241 85 0.0022 5.16 1.134
出较低的机械韧性（EPM1-2493，85%，241Psi）（表 332 113 71 299 72 0.0020 4.59 1.104
668 241 77 328 81 0.0022 4.19 1.096
5）。这种韧性的下降在理论上与热循环可靠性的预 1848 649 77 422 69 0.0018 4.00 1.061
%Δ - 22% 105% -24% -18% -22% -6%
期下降有关，因为填充硅（橡胶）不能膨胀或可逆收
%RSD - 3% 2% 9% 10% 7% 1%
缩。若理论成立，则当暴露在极端条件时伴随着化
学键的断裂，而扯断伸长率会因为额外的热循环而 而失效的可能性不仅取决于填充硅（橡胶）的
下降。所以，本研究旨在回答是否韧性最初的下降 性能，还取决于试验的条件，一热循环试验的苛刻性
（EPM1-2493与R-2188）能够体现热循环方面的问题。 取决于最高温度和玻璃化转变温度之间的温度差。对
于该测试，温差221℃。R-2188、R-2175和EPM1-2493
表2 R-2188、R-2175和EON1-2439的玻璃化温度（Tg） 的玻璃化温度比循环中采用的最低温度（-40℃）低
产品 Tg/℃
R-2188 -115 76℃，这意味着硅在循环过程中硅（橡胶）保持在粘
R-2175 -116 弹性状态，硅（橡胶）的活动性会导致性能的变化，
EPM1-2493 -114
这取决于硫化程度。

表3 R-2188在进行各种热循环之后的机械、电和热性能， 若在热循环的开始之前，硅（橡胶）还未完全硫
经过室温（RT）老化2184h后相应的变化百分率（%Δ）和相 化，则在循环过程中它将会继续硫化。在高温下，分
对标准偏差（%RSD）
机械性能 电性能 热性能 子链不断排列、硫化三维交联网络增加，对于EPM1-
热导
循环/ 损耗因 介电常 2493，拉伸强度大幅增加（241Psi到495Psi），硬度
时间/h 邵尔A 拉伸强 扯断伸 率，
次 子/100 数/100
硬度 度PSI 长率/% STC/(w/ 略有增加（邵尔A硬度65度到邵尔A硬度76度），伸第
kHz kHz
mk)
2184， 0 21 407 333 0.0005 2.36 0.205 率下降（85%到65%）。这些趋势是硅（橡胶）聚合物
RT
0 0 22 413 373 0.0005 2.41 0.232 链之间发生残余交联的样本试样的特性，这种性能的
332 113 22 377 332 0.0004 2.73 0.218 变化使EPM1-2493不能用作封装材料，因为变化超过了
668 241 22 393 359 0.0005 2.64 0.217
1848 649 22 648 451 0.0005 2.54 0.197 原始性能的50%。此外，这些变化是大于在室温老化时
2184 766 23 533 383 0.0005 2.63 0.197 的变化，这两个观察结果证实热循环不利于PEM1-2493
%Δ - 4% 29% 3% 0% 9% -15%
%RSD - 3% 4% 1% 1% 5% 3% 的性能。

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