随着科学技术的进步和工业生产的发展,航天和电子电气等领域对导电材料提出了新的要求,希望导电材料既具有优异的导电性能,又能起到减震的作用,导电硅橡胶正好满足这一要求.硅橡胶具有良好的耐热性、耐候性和耐寒性,还具有其它弹性体无法达到的对化学和物理作用的稳定性。但普通硅橡胶导电性能较差,加入导电填料可以提高其导电性能,常用的导电填料金属粉末(如银粉、镍粉和铜粉等)和非金属材料(如石墨、炭黑、碳纳米管和导电纤维等)。与金粉末相比,非金属材料的导电性能虽然较差,但能够保证硅橡胶的物理性能。本文简要介绍国内外导电硅橡胶的研究状况。导电机早期认为导电聚合物的导电性能来自分散在聚合物中的导电粒子互相接触,即导电通路理论。目前普遍认为聚合物产生导电性能的原理是电子隧道效应。导电通路理导电复合材料的导电性能由基体和填料的综合作用来决定。当导电粒子的加入量很小时,导电粒子均匀分散在绝缘基体中,导电粒子没有接触,因此材料呈基体自身的绝缘性。随着导粒子加入量的增大,导电粒子的间距变小,部分粒子接触并相互作用,在体系中形成类似链状和网状形态,当导电粒子用量增大到一定程度时,复合材料表现出良好的导电性能,这是导电粒子相互接触形成通路的结果。使体系内形成的导电网络是提高导电性能的关键。电子隧道效应理导电通路理论虽然可以解释在临界浓度时电阻突变现象,但存在很多漏洞。研究发现,当粒子间距较大和导电粒子尚未形成导电链时复合材料也产生导电现象。有人认为粒子间隙较大时的导电现象是电子在间隙间跃迁的结果。导电虽然与导电网络的形成有关,但不是靠导电粒子直接接触来导电,而是热起伏时电子在粒子中跃迁造成的。
导电硅橡胶的分类：金属粉末填金属粉末是电的良导体,将金属粉末填充到硅橡胶中可明显改善其导电性能。以牌号为R401的硅橡胶为基体、银粉或镍粉作为导电填料,制备导电硅橡胶.结果表明,当银粉和镍粉的细度和体积分数相同时,掺入银粉的硅橡胶体积电阻率比掺入镍粉的硅橡胶小两个数量级,且物理性能较好。试验结果表明,随着镀银镍粉用量的增大,导电硅橡胶体积电阻率呈减小趋势,当镀银镍粉用量为450份时,导电硅橡胶的物理性能和导电性能均较优。非金属粉末填充部分非金属粉末具有很高的电导率,将其填充到硅橡胶中,不仅能够得到导电性能良好的硅橡胶,还能够保持硅橡胶原有性能优点。焦冬生等[1]将乙炔炭黑填充到硅橡胶中,得到导电性能良好的导电硅橡胶。试验结果表明随着乙炔炭黑用量的增大,导电硅橡胶的体积电阻率减小,当乙炔炭黑用量超过三十份时,导电硅橡胶的体积电阻率迅速减小;当乙炔炭黑用量大于四十份时,导电硅橡胶体积电阻率下降趋缓。结果表明,随
着炭黑用量的增大,硫化胶的导电性能提高,但物理性能下降;将两种炭黑并用,当HG24型导电炭黑用量为三份、乙炔炭黑用量为三十份时,导电硅橡胶的导电性能和物理性能能够满足要求。试验结果表明,导电硅橡胶的电阻随着温度的升高而降低,导电粒子含量越大或混合导电填料中石墨所占比例越大,导电硅橡胶电阻的热稳定性越好。导电硅橡胶的电学特性压阻效压阻效应是指材料受到外力作用而发生形变时,其电阻率发生变化的现象。发现炭黑填充导电硅橡胶的电阻率随着外界压力的增大先减小后增大,随着填料用量的增大,临界压力增大。谢泉等用指数型弛豫方程描述和拟合在外力作用下硅橡胶的弛豫过程,结果表明,外力越大,橡胶弛豫时间越短。同时他们利用根据量子涨落隧道导电理论的方程描述了导电橡胶平衡电阻与拉力的关系。电阻温度特性是指电阻随着温度变化而发生变化的现象,主要包括三种类型:正温度系数、负温度系数和临界温度系数。结果表明,导电硅橡胶低温时表现出负温度系数,高温时表现出临界温度系数。将气相法白炭黑加入到导电炭黑填充的硅橡胶体系中,体系的电阻率随着温度的升高而增大,而未添加导电炭黑的体系电阻率随着温度的升高而减小。将乙炔炭黑和炭黑N234分别加入硅橡胶中,结果发现,乙炔炭黑填充的导电硅橡胶体积电阻率随着温度的升高而增大,而填充炭黑N234的硅橡胶体积电阻率随温度的变化情况较复杂。这可能是由于填料与聚合物基体间的热力学行为不匹配所造成的。
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硅胶与硅橡胶的区别：硅橡胶的应用已经很广泛了，但对硅橡胶和硅胶的理解及区分上，可能会有人不了解，叫法也不固定。今天在这里详细介绍硅胶和硅橡胶的区别和分类。目前“硅胶"这个词的概念还不规范，因到目前止还没有国家明文规定的叫法。当我们听到“硅胶"这个词的时候一定要理解是二氧化硅还是含硅合成橡胶，或者说到底是无机硅胶还是有机硅胶。“硅胶"叫法有几个相关的词：硅橡胶，矽胶，矽利康。硅橡胶和硅胶的关系，硅胶区别而又包含硅橡胶，硅橡胶是“硅胶"里面的有机“硅胶"。“矽胶"是港台的说法，在中国大陆叫“硅胶"，我们通常说它也就是指“硅胶"。综上所述，硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。硅橡胶的性能技术参数，硅橡胶是有机硅产品中产量、应用较为广泛的一大类产品。硅橡胶硫化后具有优异的耐高、低温、耐候性、憎水、电气绝缘性、惰性等特点。硅橡胶制品的主要性能及应用：硅橡胶按其硫化温度，可分为高温加热硫化型及和室温硫化型两大类，高温胶主要用于制造各种硅橡胶制品，而室温胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。热硫化硅橡胶是有机硅产品中重要的一类，甲基乙烯基硅橡胶是HTV中主要的品种，俗称高温胶。甲基乙烯基硅橡胶-生胶是无色、无臭、无毒、无机械杂质的胶状物，生胶按需要加入适当的补强剂、结构控制剂、硫化剂等助剂一起混炼，然后升温模压成型或挤出成型，再经二段硫化做成各种制品。其制品具有优良的电绝缘性，抗电弧、电晕、电火花能力强，防水、防潮、抗冲击力、抗震性好，具有惰性，透气性等性能。主要用于仪表、电子电器、航海、冶金、机械、汽车、医疗卫生等部门，可做各种形状的密封圈、垫片、管、电缆，也可做人体器官、血管、透气膜以及橡胶模具，精密铸造的脱模剂等。室温硫化硅橡胶一般包括缩合型和加成型两大类。加成型室温胶是以具有乙烯基的线性聚硅氧烷为基础胶，以含氢硅氧烷为交联剂，在催化剂存在下于室温至中温下发生交联反应而成为弹性体。它具有良好的耐热性、憎水性、电绝缘性，同时由于活性端基的引入，使其具有优异的物理机械性能，尤其是在抗张强度、相对伸长和撕裂强度上有了明显的提高。它适用于多种硫化方法，如辐射硫化、过氧化物硫化及加成型硫化，广泛用于耐热、防潮、电绝缘、高强度硅橡胶制品等方面。缩合型室温硫化硅橡胶是以硅羟基与其他活性物质之间的缩合反应为特征，于室温下即可交联成为弹性体的硅橡胶，产品分为单组份包装和双组份包装两种形式。单组分室温硫化硅橡胶是缩合型液体硅橡胶中主要产品之一。通常由基础聚合物、交联剂、催化剂、填料及添加剂等配制而成。产品包装在密封软管中，使用时挤出，接触空气后能自行硫化成弹性体，使用极为方便。硫化胶能在零下六十度到二百温度范围长期使用，具有优良的电气绝缘性能和化学稳定性，能耐水，耐臭氧，耐气候老化，对多种金属和非金属材料有良好的粘接性。主要用作各种电子元器件及电气设备的涂复，包封材料起绝缘，防潮，防震作用；作为半导体器件的表面保护材料；也可作为密封填隙料及弹性粘接剂等。双组分室温硫化硅橡胶使用上没有*种胶方便，但其组分比例富于变化，一个品种可以得到多种规格性能的硫化制品，而且还能深度硫化，因而被广泛用于电子电器、汽车、机械、建筑、纺织、化工、轻工、印刷等行业作绝缘、封装、嵌缝、密封、防潮、抗震及制作辊筒的材料。此外，由于第二种具有优异的脱模性，因而作为软模材料大量用于文物、工艺品、玩具、电子电器、机械零件等的复制与制造。有机硅密封胶的典型应用场合之一是玻璃幕墙。将玻璃与铝合金框架用有机硅结构胶粘接作为外墙材料，伸缩缝则用有机硅耐候胶做防水密封。其他方面的应用还包括用于铝合金门窗和塑钢门窗的周边密封，玻璃安装及移动槽的拼缝、铆钉及固定螺丝的密封：厨房、浴室、洗手间的卫生洁具及台面、墙体、家具之间的防水密封；水族馆、天棚、金属顶盖、橱窗、柜台、护墙板、彩钢板的密封；用于高等级公路板块间的防水嵌缝密封等。
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