シリコーンゴムの耐熱性と難燃性を改善する方法

耐熱性シリコーンゴム

耐熱性はシリコーンゴムの顕著な特性の1つです。その高温抵抗はシリコーンゴムの分子骨格に依存します生ゴムは高い結合エネルギーを持つSi-O-Si結合で構成されています (結合エネルギーは451 kJ/molです) 、si原子の側基のSi-C結合 (214 kJ/molの結合エネルギー) も強いです。したがって、シリコーンゴムは高温および低温条件下で高い安定性を有し、一部のシリコーンゴムは-100〜300 ℃ の環境で長期間使用される。しかし、シリコーンゴムは高温の要件を満たすことができません。高温環境下では、シリコーンゴムの生ゴム分子は、側有機基の酸化、熱再配置、主鎖の劣化により、物理的および機械的特性を失います。

シリコーンゴムの耐熱性を向上させるために、主に以下の方法があります。

(1) シリコーンゴム分子の側鎖に特別な基 (フェニルなど) を導入して、側基の酸化分解と主鎖の熱再配列劣化を防ぎます。

(2) より大きなセグメント (フェニレン、シクロジシラザン、カルボデカボリルなど) をシリコーンゴム分子の主鎖に導入して、加硫酸の架橋結合の熱安定性を向上させます。

(3) 耐熱添加剤 (SnO2、Fe2O3など) を化合物配合システムに導入し、主鎖の環化劣化と側鎖の酸化的架橋を防ぎます。その中でも、化合物配合システムへの耐熱添加剤の導入は、現在最も一般的で効果的な方法である。

难燃性シリコーンゴム

シリコーンゴムの引火点は750 °Cと高く、発火点は450 °Cで、その酸素指数は他の炭素ベースのゴムよりも高くなっています。燃焼するとき、熱放出率は低く、炎はゆっくりと広がり、滴りはなく、燃焼生成物はほとんど無毒で非腐食性であり、表面にはまだ难燃性であるセラミック炭素-シリコン层が形成されています。その優れた難燃性にもかかわらず、シリコーンゴムには依然として欠点があり、特にくすぶっているくすぶりの可能性と潜在的な燃焼の危険性があります。高温、発熱、高電圧 (航空宇宙、電気、電子、送電線など) の特別な機会には、シリコーンゴムの難燃性が非常に必要です。

シリコーンゴムの难燃性の改善は、一般に以下の面から考虑されます。

(1) バリアの形成を促進するセラミック化シリコンカーボン層。

(2) 安定した構造を形成するために高温でシリコーンゴムの架橋を促進する。

(3) 燃焼中の表面温度を下げる、熱伝導率を向上させる、または難燃剤の役割を果たすために空気バリア層を形成するために難燃剤として機能する無機フィラーを追加します。

(4) 燃焼中に生成されたフリーラジカルを捕獲し、燃焼を抑制し、遅くする。

(5) ボタンを外した劣化を防ぎ、可燃性小分子の放出を減らす。

一般的に使用される難燃剤は、一般に添加難燃剤と反応性難燃剤に分けられます。前者は化学反応なしにマトリックスに物理的にのみ分散します。後者はモノマーまたは補助試薬として合法的な反応に関与し、シリコーンゴム構造の一部になります。

溶融ブレンド法によって調製されたMMT/シリコーンゴム複合材料の酸素指数は、最初に急激に増加し、次にMMT含有量の増加とともにゆっくりと増加しました。水酸化マグネシウム/ホウ酸亜鉛の混合難燃性システムは、シリコーンゴムの難燃性を改善し、燃焼後に形成されるセラミック層を強化することもできます。