镀镍石墨导电硅橡胶密封圈的制备和研究

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本论文以硅橡胶为基体，镀镍石墨为导电填料，制备高导电率硅橡胶复合材料并通过挤出成型、硫化、粘接得到空心结构、具备电磁屏蔽功能的密封圈。
　　研究了不同型号（粒径大小不同）的镀镍石墨对复合材料导电性能和力学性能的影响。结果表明：在加入量相同的条件下，镀镍石墨的粒径越大，导电性能越好，但也会对力学性能产生更大的劣化作用；使用不同粒径的镀镍石墨会有不同的渗滤值，粒径越大，渗滤值越小，其中平均粒径为100 um，渗滤值为100－120份之间；平均粒径为50 um，渗滤值为140－160份之间；平均粒径为25 um，渗滤值为160－180份之间。
　　研究了四种硫化剂过氧化二异丙苯（DCP）、过氧化苯甲酰（BPO）、过氧化双（2，4－二氯苯甲酰）（双2,4）、2,5－二甲基－2,5二叔丁基过氧化己烷（双2,5）对导电硅橡胶的硫化作用。结果表明，采用DCP和双2,5交联的样品都具有良好的力学性能， BPO效果次之，而双2,4交联效果很差。
　　研究了偶联剂的种类、硅油用量对硅橡胶导电性能和力学性能的影响。结果表明：采用双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]四硫化物（WD-40）或γ-（甲基丙烯酸酰胺）丙基三甲氧基硅烷（WD-70）处理镀镍石墨，会严重影响硅橡胶的硫化，降低复合材料力学性能和导电性能；而使用乙烯基三乙氧基硅烷（WD-20）处理后，导电硅橡胶的力学性能和导电性能有很明显的提高，添加少量硅油能明显降低导电硅橡胶硬度且对力学性能和导电性能影响极小，最佳用量为3份。
　　根据导电硅橡胶特性及电磁屏蔽密封圈的性能要求，研究制定了密封圈的成型工艺和硫化工艺。为提高密封圈性能，增加弹性形变量，降低密封圈成本，将密封圈制成空心结构。其制备过程包括导电硅橡胶管挤出成型、硫化以及对接成环工艺，设计了机头，确定了挤出工艺参数、硫化方式、硫化温度、硫化压力、对接方式等。
　　自行设计挤出机头，选用直通式设计，对长径比、挤出口径、定径长度、芯棒和分流器（通常是一体的）等进行设计与计算。
　　研究了螺杆转速、温度、料条厚度等挤出工艺条件对导电硅橡胶管的影响，结果表明螺杆转速越快，转矩越大，胶料温度也上升得越快，转速达到70rpm时，挤出速率不稳定，发生挤出缺陷，高于90rpm时会导致熔体破裂。料条厚度以2～3mm为好，挤出过程需风冷降低挤出温度，排胶温度温度控制在60℃以下。
　　研究了导电硅橡胶管的硫化工艺，结果表明以 DCP为硫化剂，当采用热空气硫化时，导电硅橡胶的力学性能都非常差。在0.45MPa饱和蒸汽硫化罐中硫化，可以得到一定的力学性能，但比模压硫化的力学性能差，而通过热液体硫化，以甘油作为导热介质，在160℃下硫化20min，可以得到性能良好的导电硅橡胶管。
　　研究了导电硅橡胶管的对接成环工艺，对比了导电硅橡胶管在硫化前、后的不同对接方式，结果发现，硫化后以室温硫化（RTV）有机硅胶为胶粘剂粘接成环的效果最好，制得的密封环满足所有的性能要求。

著录项

作者
向辉;
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作者单位

武汉工程大学;

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授予单位武汉工程大学;
学科高分子化学与物理
授予学位硕士
导师姓名汪艳;
年度 2014
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类氟橡胶、硅橡胶;
关键词
硅橡胶; 镀镍石墨; 密封圈; 导电率; 复合材料;

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