Page 91 - 《橡塑技术与装备》2023年10期

CH CH CH
3 3 3
CH =CHSiO SiO n SiCH=CH n=50~2 000
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材料与配方 2 张杰 等·弹性硅胶选材及其有限元分析选型
CH 3 CH 3 CH 3
CH CH CH CH 最普遍使用的各种聚合度的 α，ω- 二乙烯基聚二
3 3 3 3
甲基硅氧烷。α，ω- 二乙烯基聚二甲基硅氧烷的摩尔
CH =CHSiO SiO a SiO b SiCH=CH a│b=50~2 000
2
2
质量与黏度关系经验数据见表 1。随着 α，ω- 二乙烯
CH CH CH=CH CH
3 3 2 3 基聚二甲基硅氧烷摩尔质量增大黏度增大。
表 1 α，ω- 二乙烯基聚二甲基硅氧烷摩尔质量与黏度的经验数据
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-1
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2
2
黏度 (25 ℃)/(mm /S)/(mm . s ) 摩尔质量 /（g . mol ） 乙烯基质量分数 /% 乙烯基浓度 /(mol . kg ） 相对密度 /(25 ℃）
200 9 400 0.4~0.6 0.21~0.25 0.97
500 17 200 0.37~0.43 0.11~0.13 0.97
1 000 28 000 0.18~0.26 0.07~0.10 0.97
3 500 43 000 0.12~0.15 0.05~0.06 0.97
5 000 49 500 0.10~0.13 0.04~0.05 0.97
10 000 62 700 0.08~0.12 0.03~0.04 0.97
20 000 72 000 0.07~0.09 0.025~0.03 0.98
65 000 117 000 0.04~0.06 0.018~0.020 0.98
165 000 155 000 0.03~0.04 0.013~0.016 0.98
商品液体注射成型硅胶的产品形态一般为双组分 几种液体注射成型硅胶的性能列举见表 2。黏度增加
形式，主剂和硫化剂等分成 A、 B 组分， A、 B 组分以 1： 拉伸强度增加，伸长率增加 。故选择分子量大分布窄
1 混合供料，且两个组分应有基本相同的黏度和密度。 的液体硅胶弹性好。
表 2 液体注射成型硅胶的性能
黏度 /Pa . S
-1
品级 相对密度 (25 ℃) 邵尔 A 硬度 / 度 拉伸强度 /MPa 伸长率 /% 撕裂强度 /(kN . m ）
A B
200 200 1.10 50 5.5 350 12
一般用
400 400 1.12 50 6.5 450 25
透明高强度 700 700 1.13 50 10 600 40
1.2 加成型液体硅胶的补强填料的选择 固化制得高弹性加成硅胶。其断裂伸长率可 1 000%
加成型液体硅胶的补强填料主要有白炭黑、石英 以上。
粉、氧化铝、氧化铁、含乙烯基 MQ 型硅树脂等。用
于提高硅胶的力学性能和热稳定性能。 2 硅胶有限元分析时弹性理论模型的选
乙烯基 MDQ 硅树脂可适度补强，配合含氢硅油 择
进行交联，乙烯基 MDQ 硅树脂中 D 链节（即线性结构） 橡胶弹性理论主要包括橡胶弹性的统计理论、唯
的存在，一定程度避免了交联点过密，使得强度提升 象理论等。弹性统计理论在理想交联网模型基础上推
的同时，弹性不致下降。名称为 " 加成型液体硅橡胶 出应力应变关系，适用范围比较局限。工程中有限元
及其制备方法 [4] " 的专利声称采用 MDQ 硅树脂为唯一 分析常用唯象理论，当橡胶发生形变时，外力所做的
增强剂可制备力学性能优越的硅胶，乙烯基 MDQ 硅 功一定储存在这个变形的橡胶里，唯象理论以储能函
树 脂 的 结 构 式 为（ViMe 2 SiO 1/2 ) a (Me 3 SiO 1/2 ) b (Me 2 SiO) 数 W 作为基本点 , 这时参数 λ 1 、λ 2 、λ 3 均可通过实验
c (SiO 2 ) d 。制得硅胶的断裂伸长率最高可达 800%。 测定。唯象理论具有多种形式，例如 Mooney-Rivlin
将纳米二氧化硅均匀分散到聚硅氧烷中，利用纳 理论、Yeoh 理论和 Ogden 理论等。在工程中测量单
米材料高的比表面积， 使纳米二氧化硅在硅胶起到交 轴拉伸应力应变曲线是方便的，通过硅胶的测试的应
联点的作用，从而使硅胶中的乙烯基聚硅氧烷链适度 力应变曲线与采用理论模型做出的应力应变曲线的对
交联。同时还可以通过调控纳米二氧化硅的粒径以及 比，可以帮助我们在硅胶制品进行有限元分析时合理
纳米二氧化硅和硅胶的用量来改善硅胶的弹性。名称 选择弹性理论模型。
为 " 一种高弹性加成硅橡胶的制备方法 [5] " 的专利，将 2.1 橡胶弹性的统计理论
乙烯基聚硅氧烷、纳米二氧化硅、聚硅氧烷、硅树脂、 2.1.1 基于橡胶弹性的统计理论的应力应变
铂催化剂、硅氢加成反应抑制剂和含氢硅油按比例混 关系
合均匀，然后将混合均匀后的混合物在 70~200 ℃下 真实的橡胶交联网是复杂的，为了理论处理方便，

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