Вся РоссияКомпании
здесь будут опции для поиска

Изоляция из кремнийорганических резин


Кремнийорганические каучуки являются продуктом поликонденсации силандиолов (кремнийорганических спиртов). Кремнийорганические полимеры изготовляют трех типов: диметилсилоксановый каучук СКТ, метил-винилсилоксановый каучук СКТВ (содержащий небольшие количества винильных групп) и метилфенилсилок-сановый каучук СКТФ (содержащий небольшое количество фенильных групп). Насыщенный характер связей поладиметилеилоксана, большая энергия силоксановой связи обусловливают высокую стойкость главной цепи микромолекулы к воздействию тепла и кислорода. Возникающая при определенных температурах термоокислительная деструкция полидиметилсилоксана преимущественно идет за счет окисления боковых метальных групп с последующим поперечным сшиванием полимера силоксановыми связями. При температурах 200-250° С происходит сравнительно слабое окисление метальных групп, но уже при 300-350°С и особенно при 400° С интенсивность деструкции резко возрастает и начинается распад связей Si - О. Большой размер атома кремния обеспечивает малой по размеру метильной группе значительную пространственную свободу для вращения, причем боковые органические радикалы своим расположением экранируют главную цепь макромолекулы. Вследствие этого, несмотря на большую полярность силоксановой связи, для полидиметилсилоксана характерны высокая гидрофобность и стойкость к полярным растворителям. Низкая механическая прочность кремнийорганических резин объясняется слабым межмолекулярным взаимодействием в каучуке. Высокая молекулярная подвижность полидиорганосилоксанов обеспечивает сохранение гибкости полимера при низких температурах (кристаллизация при температурах -60-67° С, а стеклование при-123° С). Для вулканизации резин на основе каучука СКТВ используются менее активные органические перекиси, в результате чего вулканизации приобретают лучшую нагревостойкость и стойкость к деструкции при нагревании без доступа воздуха, чем резины на основе каучука СКТ. Плотность каучука СКТВ 1,6-2,2 г/см 3 ; ρ v = 2∙10 14 ом-см; ε = 4,5; tg δ = 0,1 и электрическая прочность 25 кв/мм.

Полидиметилфенилсилоксановый каучук СКТФ по сравнению с каучуком СКТ обладает более высокими нагревостойкостью и морозостойкостью (-409°С вместо -70° С для СКТ). При замене метальных групп фенильными снижается бензо- и маслоетойкоеть каучука и затрудняется его вулканизация органическими перекисями. Вулканизация резиновых смесей на основе кремний-органических каучуков осуществляется органическими перекисями (перекись бензоила, перекись дикумилаидр.). Кремнийорганические резины облучают также γ - лучами или элементарными частицами высокой энергии. Физическая доза облучения, соответствующая оптимуму физико-механических свойств смесей на - основе каучука СКТВ с белой сажей и соединениями металлов переменной валентности, лежит в диапазоне 7,5-10 Мрад. По нагревостойкости радиационные вулканизаты значительно превосходят перекисные. Нагревостойкость радиационных вулканизатов на основе каучука марки СКТ несколько ниже, чем на основе каучука СКТB.

В качестве наполнителя кремнийорганических резин применяют аморфную кремнийкислоту (белая сажа). По способу получения кремнеземные усиливающие наполнители делят на две группы: получаемые в газопаровой фазе (аэросил) и осаждением (хайсил, белые сажи). Адсорбированный на поверхности хлористый водород удаляют продуванием сжатым воздухом. Хайсил и белые сажи получают путем мокрого осаждения раствора силиката натрия кислотой и хлористым алюминием. Усиливающие свойства кремнеземных наполнителей непосредственно связаны с их удельной поверхностью (размер частиц от 4 до 40 мкм). Предел прочности резин 1400 н/см 2 , а относительное удлинение 900 %. Однако кремнийорганические резины, содержащие этерифицированную двуокись кремния, недостаточно иагревостойки, так как эфирные группы отщепляются уже при температуре -200° С. В качестве усиливающих наполнителей кремнийорганических резин при меняют также двуокись титана, карбонат кальции, гидрат окиси алюминия, каолин, диатомиты, органические сажи. Все эти соединения по эффекту усиления уступают осажденным и парофазным кремнеземным наполнителям.

Рис. 8-11. Зависимость удельного объемного сопротивления крем-нийорганической резины от температуры.

Рис. 8-12. Зависимость tg δ πезин на основе натурального каучука (1) и кремнийорганической резины (2) от температуры.

Рис. 8-13. Зависимость пробивной напряженности резин от температуры.

/ - кремнийорганическая резина;

2 -резина на основе бутилкаучука;

3 - резина на основе натурального

каучука.

Механическая прочность и сопротивление раздиру кремнийорганических резин при комнатной температуре ниже, чем резин на основе органических каучуков. С целью увеличения прочности на раздир в резину вводят стекловолокно.

Рис. 8-14. Зависимость tg δ θ 8 кремнийорганических резин от частоты при комнатной температуре.

Основным преимуществом кремнийорганических резин является их стойкость к воздействию высоких и низких температур (от -60 до +200° С и выше в течение сотен и тысяч часов). Добавка солей железа повышает нагревостойкость резин до 300° С и выше. В условиях длительного теплового старения кремнийорганических резин на воздухе происходит окисление органических радикалов, особенно в наружном слое резины.

Электроизоляционные свойства кремнийорганических резин зависят от их состава и методов изготовления. С ростом температуры возрастает подвижность ионов в резине, что приводит к уменьшению ρ V (рис. 8-11) и возрастанию tg δ (πис. 8-12). Электрическая прочность кремнийорганических резин в диапазоне температур до 200°С возрастает (рис. 8-13), в то время как у резин на основе бутилкаучука при температуре 120° С она снижается в 1,5 раза, а у нитрильного каучука в 4,5-5 раз. Электрическая прочность кремнийорганических резин за время старения при температуре 275 С в течение 4,5 месяца меняется без изменений. Величина ε с увеличением частоты до 1 Мгц изменяется незначительно; tg δ ύтих резин возрастает в зависимости от увеличения частоты (рис. 8-14), но этот рост незначителен. Кремнийорганические резины благодаря отсутствию двойных связей обладают высокими короностойкостью и озоностойкостью.


к содержанию