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理论与研究 康永·稀土掺杂硅橡胶复合材料的性能研究

稀土掺杂硅橡胶复合材料的性能研究

康永
( 榆林市新科技开发有限公司，陕西 榆林 718100)

摘要 ： 制备一种 Sm 化合物掺杂的硅橡胶材料，并对其力学性能和发光性能进行了测试。研究表明，随着 Sm 化合物的掺入
量增加，材料的硬度、整体拉伸性能略有下降，但仍能保持硅橡胶的基本性能。掺杂材料的荧光强度随 Sm 化合物的含量的增加
3+
而增大，表明没有发生荧光淬灭现象，其原因在于化合物的有机配体对 Sm 离子有屏蔽作用。
关键词 ： 硅橡胶 ；力学性能 ；发光性能 ；荧光强度 ；屏蔽作用
中图分类号 ： TQ333.93 文章编号 ： 1009-797X(2018)17-0005-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2018.17.002

稀土离子本身的独特结构和性质，使其与适当有 的迫切。
机配体配合后，所发出的荧光兼有稀土离子发光强度 合成高分子与无机材料相比，它具有原料丰富、
高、颜色纯正和有机化合物所需激发能量低、荧光效 合成方便、成型加工容易、抗冲击能力强、重量轻和
率高等优点，近年来，人们对稀土配合物的发光性能 成本低等许多优点，若能把稀土引入到高分子基质中，
研究表现出浓厚的兴趣，大量有关稀土发光现象的研 可获得一类高稀土含量的新型荧光材料，其应用前景
究在不同领域内展开 [1~5] 。自 20 世纪 60 年代稀土氧 将十分广泛。本文就对增加硅橡胶的特殊性能 —— 掺
化物实现高纯化后，稀土发光材料有了重大突破，尤 杂 Sm 化合物，使硅橡胶不但具备原有的特性还增添
其在彩电荧光粉、三基色灯用荧光粉和医用影像荧光 稀土的荧光性能这一课题，进行了两者掺杂制备及其
粉方面发展迅猛。现在稀土发光几乎覆盖了整个固体 发光性能的研究讨论。硅橡胶是划时代的材料，具有
发光的范畴。稀土发光材料广泛应用于照明、显示和 原料丰富、合成方便、成型加工容易、抗冲击能力强、
检测三大领域，形成了很大的工业生产和消费市场规 重量轻和成本低等许多优点。稀土化合物具有特殊的
模，并正向着新兴领域拓展 [6~8] 。稀土化合物的功能 发光性质，将其与硅橡胶掺混、聚合等方法制备出的
和应用技术是 21 世纪化学化工的重要研究课题，而发 稀土 / 硅橡胶复合材料不仅具有硅橡胶原有的性能，
光是稀土化合物光、电、磁三大功能中最突出的功能， 还具备了发光材料的特殊荧光性能，从而形成新的功
因此稀土发光材料的研究具有格外重要的意义 [1] 。 能性材料，为更多生产领域应用，促进经济的发展。
硅橡胶具有独特的化学组成，使其兼具高键能和
高的柔顺性，具有优异的耐热、耐候、耐老化、低压 1 实验部分
缩永久变形等独特的综合性能，不同种类的硅橡胶被 1.1 实验材料
广泛应用于航天、航空、电子电器工业等不同领域 [9] 。 甲基乙烯基硅橡胶生胶 GF151，分析纯，深圳通
自从 1942 年道康宁公司将硅橡胶工业化之后，现在 用精细有机硅有限公司 ； 2,5- 二甲基 -2,5- 二叔丁
已经出现许多经过改进的硅橡胶产品。并且，随着品 基过氧化已烷，分析纯，深圳硒利康科技有限公司 ；
种的增加，基于硅橡胶的新产品开发也取得了长足的 Sm(DBM) 3 Phen，实验室合成。
进步。橡胶工业为我国的国防、电子信息、生物科技、 1.2 实验仪器
汽车、建筑等部门生产的关键配套产品急剧增长，许 实验所用仪器设备列于表 1。
多传统的制品开始转向功能化和高性能化 [10~12] 。就现 1.3 实验配方
阶段而言，功能性橡胶材料及其制品是橡胶工业中最 实验配方见表 2 所示。
具时代特征的一类高新技术产品 [2] 。随着工业生产的
作者简介 ：康永 (1983-)，男，工程师，现从事复合材料
迅速发展，工业化水平的不断提高，人们对于硅橡胶
研究工作。
的要求也越来越高，对硅橡胶进行改性显得非常必要 收稿日期 ：2018-03-19

年
2018 第 44 卷 ·5·