Méthode pour améliorer la résistance à la chaleur et la retardateur de la flamme du caoutchouc silicone

Caoutchouc silicone résistant à la chaleur

La résistance à la chaleur est l'une des propriétés remarquables du caoutchouc silicone. Sa résistance à haute température dépend du squelette moléculaire du caoutchouc brut en caoutchouc de silicone est composé de liaisons Si-O-Si avec une énergie de liaison élevée (l'énergie de liaison est de 451 kJ/mol), et les liaisons Si-C sur les groupes latéraux des atomes de Si (énergie de liaison de 214 kJ/mol) est également forte. Par conséquent, le caoutchouc de silicone a une grande stabilité dans des conditions de température élevée et basse, et certains caoutchoucs de silicone sont utilisés pendant une longue période dans un environnement de-100 à 300 ° C. Cependant, le caoutchouc de silicone ne peut pas répondre aux exigences de température plus élevée. Dans un environnement à haute température, les molécules de caoutchouc brut en caoutchouc de silicone perdent leurs propriétés physiques et mécaniques en raison de l'oxydation des groupes organiques latéraux et du réarrangement thermique et de la dégradation de la chaîne principale.

Il existe principalement les méthodes suivantes pour améliorer la résistance à la chaleur du caoutchouc silicone:

(1) Introduire des groupes spéciaux (tels que le phényle) dans les chaînes latérales des molécules de caoutchouc de silicone pour empêcher la dégradation oxydative des groupes latéraux et la dégradation du réarrangement thermique de la chaîne principale;

(2) Introduire des segments plus importants (tels que le phénylène, le cyclodisilazane, le carbodécaboryl) dans la chaîne principale de la molécule de caoutchouc de silicone pour améliorer la stabilité thermique de la liaison de réticulation du vulcanisat;

(3) Introduire des additifs résistants à la chaleur (tels que SnO2, Fe2O3, etc.) dans le système de formulation composé pour empêcher la dégradation de la cyclisation de la chaîne principale et la réticulation oxydative de la chaîne latérale. Parmi eux, l'introduction d'additifs résistants à la chaleur dans le système de formulation des composés est actuellement la méthode la plus courante et la plus efficace.

Caoutchouc de silicone ignifuge

Le point d'éclair du caoutchouc silicone atteint 750 ° C et le point d'allumage est de 450 ° C, et son indice d'oxygène est supérieur à celui des autres caoutchoucs à base de carbone. Lors de la combustion, le taux de libération de chaleur est faible, la flamme se propage lentement, il n'y a pas de gouttes, les produits de combustion sont presque non toxiques et non corrosifs, et une couche de céramique de carbone-silicium qui est encore ignifuge est formée sur la surface. Malgré son excellente ignifugation, le caoutchouc silicone présente toujours des inconvénients, en particulier son potentiel fumant et son risque de combustion potentiel. Dans certaines occasions spéciales avec haute température, génération de chaleur et haute tension (comme l'aérospatiale, les lignes électriques et électroniques et de transmission, etc.), l'ignifugation du caoutchouc de silicone est extrêmement nécessaire.

L'amélioration de l'ignifugation du caoutchouc de silicone est généralement considérée à partir des aspects suivants:

(1) une couche de carbone de silicium céramisé qui favorise la formation d'une barrière;

(2) Favorisez la réticulation du caoutchouc de silicone à haute température pour former une structure stable;

(3) Ajouter des charges inorganiques pour agir comme retardateurs de flamme pour réduire la température de surface pendant la combustion, améliorer la conductivité thermique ou former une couche de barrière d'air pour jouer un rôle ignifuge;

(4) capturer les radicaux libres générés lors de la combustion, inhiber et ralentir la combustion;

(5) Prévenir la dégradation déboutonnée et réduire la libération de petites molécules inflammables.

Les retardateurs de flamme couramment utilisés sont généralement divisés en matériaux ignifuges additifs et en retardateurs de flamme réactifs. Le premier n'est physiquement dispersé dans la matrice que sans réaction chimique; ce dernier en tant que monomère ou réactif auxiliaire participe à la réaction juridique et devient une partie de la structure en caoutchouc silicone.

L'indice d'oxygène des composites MMT/caoutchouc silicone préparés par la méthode de mélange en fusion a d'abord augmenté fortement puis lentement augmenté avec l'augmentation de la teneur en MMT. Le système ignifuge mixte d'hydroxyde de magnésium/borate de zinc peut également améliorer l'ignifugation du caoutchouc silicone et améliorer la couche de céramique formée après la combustion.