添加劑對硅橡膠材料陷阱特性的影響研究

李永超

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，我國在硅橡膠制作生產(chǎn)領(lǐng)域上已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步與完善，而且在添加劑的作用下使其性能也有效提升。但是在實(shí)際生產(chǎn)制作當(dāng)中，添加劑對硅橡膠的陷阱特性卻存在著不同的影響因素需要發(fā)現(xiàn)并解決。本文從添加劑對硅橡膠理化性能和陷阱特性的影響、電暈作用下添加劑對硅橡膠陷阱特性的影響以及紫外作用下添加劑對硅橡膠陷阱特性的影響三個(gè)方面展開討論，并對添加劑對硅橡膠材料陷阱特性的影響提出個(gè)人的見解。

關(guān)鍵詞：添加劑：硅橡膠材料：陷阱特性

一、添加劑對硅橡膠理化性能和陷阱特性的影響

（一）理化性能

對于添加劑對硅橡膠理化性能和陷阱特性影響中的理化性能主要包括在四個(gè)方面：第一個(gè)方面是硫化功能。運(yùn)用無轉(zhuǎn)子硫化儀對硅橡膠材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是，硫化的曲線是氫氧化鋁對于硅橡膠材料的硫化性能并無太大的影響，但是白炭黑的作用下卻有著明顯的變化，材料之間的扭矩有所增加，而且在白炭黑含量增加的同時(shí)，扭矩也隨之加大，這就體現(xiàn)出了白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)能力。第二個(gè)方面是將硅橡膠在液氮中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并對其電層進(jìn)行掃描可以看出的是，氫氧化鋁與白炭黑在氣相法下質(zhì)地的分散性能比較高，而且很多斷面都呈現(xiàn)出了光滑狀。這其中氫氧化鋁屬于微米級(jí)粒子，而白炭黑則屬于納米級(jí)粒子，所以將其作為添加劑融入硅橡膠當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)不同的斷面表象。其中氫氧化鋁的作用下，硅橡膠比較褶皺，而白炭黑則有著分散性比較好的表象。第三個(gè)方面是溫度介電性能。運(yùn)用電測儀對硅橡膠進(jìn)行點(diǎn)測試可以反映出的現(xiàn)象是硅橡膠會(huì)將溫度轉(zhuǎn)化到玻璃上，而常溫的狀態(tài)下它具有彈性，在高溫的情況下會(huì)顯示出松弛，就算加入氫氧化鋁和白炭黑也未能改變其狀態(tài)。第四個(gè)方面是紅外光譜特性。在不同的添加劑融入硅橡膠當(dāng)中能夠看出，氫氧化鋁的量在不斷加大的條件下，硅橡膠的吸光性也會(huì)隨之加大，然后便產(chǎn)生物理反應(yīng)。而白炭黑融入硅橡膠當(dāng)中也會(huì)使其吸光性增強(qiáng)，但是更多的是產(chǎn)生一些補(bǔ)強(qiáng)作用。

（二）表面電位衰減特性

將添加劑融入硅橡膠材料當(dāng)中時(shí)，它表面的電荷會(huì)發(fā)生變化，比方說，在融入氫氧化鋁以后，其表面的電荷會(huì)迅速的下降，但是當(dāng)氫氧化鋁的量增加時(shí)，這一電荷又隨之上升。而將白炭黑融入硅碳較當(dāng)中的時(shí)候，在加入量不斷增加的條件下，其表面的電荷會(huì)逐漸下降。這就充分的表明氫氧化鋁加入硅碳較當(dāng)中能夠促進(jìn)其表面電荷的消散，而白炭黑則會(huì)抑制其中的電荷。

（三）陷阱特性

根據(jù)陷阱模型進(jìn)行計(jì)算可以得出的結(jié)論是，在融入不同的添加劑以后，硅橡膠經(jīng)過電暈會(huì)展現(xiàn)出陷阱特性，可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行深淺兩種陷阱定論。在添加了氫氧化鋁以后，硅橡膠的陷阱中心能級(jí)凸顯出的是前陷阱，但是隨著添加劑量不斷的增加，硅橡膠陷阱中心的量會(huì)隨之減少，這樣就凸顯出了一個(gè)上下不同的變化[1]。

二、電暈作用下添加劑對硅橡膠陷阱特性的影響

（一）表面電位衰減特性

對于融入不同添加劑的硅橡膠當(dāng)中的電位進(jìn)行測量，能夠得出的結(jié)論是，在不同的添加劑之下，將硅橡膠進(jìn)行電暈，其中的電荷與陷阱特性都會(huì)發(fā)生一定的改變。將硅橡膠進(jìn)行一次一星期左右的電暈可以發(fā)現(xiàn)其表面的電負(fù)荷現(xiàn)象沒有太大的變化，而在添加劑的量不斷增加的情況下，其表面電位的速度也會(huì)隨之改變。這只是對氫氧化鋁而言，在白炭黑融入以后電位的變化幅度并沒有太大的效果。在生膠當(dāng)中融入添加劑會(huì)隨著電荷的時(shí)間延長而出現(xiàn)增長的情況，這就表明在遇到電暈后，硅橡膠材料當(dāng)中的電荷會(huì)隨之消散，而且也產(chǎn)生了一些陷阱。但是在白炭黑融入其中以后就會(huì)有不一樣的實(shí)驗(yàn)效果。主要是其表面的電荷會(huì)在小幅度下降低，這就表明在電暈的老化作用下抑制了硅橡膠當(dāng)中的電荷[2]。

（二）陷阱特性

在經(jīng)過電暈并老化后的硅橡膠，其陷阱的中心會(huì)受到電暈的作用而產(chǎn)生一定的密度，從電暈的開始到結(jié)束這一數(shù)據(jù)都在不斷變化的過程當(dāng)中，但是仔細(xì)的觀察發(fā)現(xiàn)，其中的數(shù)據(jù)也會(huì)在電暈的作用下其陷阱中心會(huì)減小作用，比較明顯的現(xiàn)象就是密度的變化。這是因?yàn)樵陔姇灥倪^程當(dāng)中電荷會(huì)對硅橡膠的陷阱中心造成攻擊，這樣一來硅橡膠材料的中心能級(jí)與陷阱的密度就會(huì)產(chǎn)生一種變化，從而產(chǎn)生深淺不一的陷阱。所以可以證明的是，在融入不同添加劑的硅橡膠經(jīng)過電擊作用后陷阱的特性也會(huì)產(chǎn)生改變。

（三）交聯(lián)密度

在硅橡膠經(jīng)過電暈后，其中的交聯(lián)密度會(huì)隨之減小，再加上硅橡膠陷阱的變化，就會(huì)在老化的作用下引入不同量的陷阱和產(chǎn)生不同的密度。這是因?yàn)樵陔姾傻淖饔孟?，硅橡膠的表面會(huì)出現(xiàn)很多細(xì)孔，而且也會(huì)越來越多并且不斷擠壓，這樣就會(huì)有很多物理的缺陷出現(xiàn)，就被稱之為陷阱。比方說，在硅橡膠當(dāng)中加入氫氧化鋁，然后進(jìn)行電擊，在作用下就會(huì)讓硅橡膠表面的密度逐漸變小，然后就會(huì)產(chǎn)生陷阱。比方說用正常的硅橡膠材料在電擊的作用下使其交聯(lián)的密度不斷較大，這樣就會(huì)有新的化學(xué)反應(yīng)生成，并且不同的添加劑融入其中也會(huì)產(chǎn)生不一樣的反應(yīng)效果。

三、紫外作用下添加劑對硅橡膠陷阱特性的影響

（一）表面電位衰減特性

根據(jù)硅橡膠材料在紫外作用前后作對比可以發(fā)現(xiàn)，在受過紫外反應(yīng)后，它表面所含有的電負(fù)荷會(huì)速度加快，這就說明在紫外線的作用下，硅橡膠會(huì)被引入陷阱當(dāng)中，從而加速其表面的電荷消散速度。當(dāng)紫外線作用時(shí)間逐漸延長以后，其電荷反應(yīng)就會(huì)減緩，這就說明其中的電荷受到了抑制。所以在紫外時(shí)間的變化下，能夠加快表面的電荷速度，但是時(shí)間越久這種反應(yīng)的效率就會(huì)越慢。

（二）陷阱特性

通過將硅橡膠電位衰減的特性作為研究對象可以看出，在紫外時(shí)間逐漸延長的過程當(dāng)中會(huì)引入大量的陷阱，而且中心的能級(jí)會(huì)逐漸的減少，但是陷阱中心的密度會(huì)隨之加大。而在時(shí)間延長的過程當(dāng)中，陷阱中心的能級(jí)會(huì)逐漸變小，而其中的密度也會(huì)不斷呈現(xiàn)出下滑的趨勢[3]。

（三）交聯(lián)密度

硅橡膠的教練密度與其受紫外時(shí)長有著密切的關(guān)系，這是因?yàn)樵谧贤獾淖饔孟聲?huì)產(chǎn)生新的化學(xué)鍵，這樣勢必會(huì)增加不同的交聯(lián)點(diǎn)，再加上其作用的增加，從而使得交聯(lián)密度逐漸加大。所以可以得出的結(jié)論是，在紫外的影響下，向硅橡膠當(dāng)中融入不同的添加劑其交聯(lián)密度會(huì)隨之發(fā)生改變。

總結(jié)：綜上所述，在硅橡膠中加入不同的添加劑會(huì)產(chǎn)生不同的反應(yīng)，這一原理通過融入氫氧化鋁和白炭黑試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)從而得出的結(jié)論就能驗(yàn)證，但是歸咎其制作生產(chǎn)的原理，在添加劑的作用下性能還未完全開發(fā)，所以需要相關(guān)研究學(xué)者不斷努力才能將其完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 王夢丹.添加劑對硅橡膠材料陷阱特性的影響研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2018.

[2]?? 季蘭蘭.硅橡膠材料質(zhì)量及老化狀況的快速檢測方法研究[D].華北電力大學(xué)（河北），2014.

[3]?? 鄭華，潘安徽，吳智強(qiáng).彈性膠泥的應(yīng)用及其特性研究[J].特種橡膠制品，2017（02）：28-31.