納米鈦NT-50破解硅橡膠 “高溫脆化” 困局的隱形護(hù)盾

　　硅橡膠(高溫硫化硅橡膠、室溫硫化硅橡膠、液體膠等)憑借耐候性、電絕緣性、耐高低溫性等優(yōu)異特性，廣泛應(yīng)用于電子封裝、航空密封、汽車制造等領(lǐng)域。但在 250℃及以上高溫環(huán)境中，硅橡膠易發(fā)生熱氧化降解，致聚合物主鏈斷裂、側(cè)基脫落，伴隨小分子揮發(fā)與交聯(lián)結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致重量損失、力學(xué)性能下降，嚴(yán)重制約其在極端工況下的使用壽命。如何提升硅橡膠高溫穩(wěn)定性成為材料領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。

　　納米二氧化鈦(TiO?)因熱穩(wěn)定性、化學(xué)惰性及納米效應(yīng)，可作為硅橡膠領(lǐng)域潛在的功能性助劑和填料。其中，氣相法制備的納米二氧化鈦 NT-50，以粒徑小、分散性好、表面活性高的優(yōu)勢，在硅橡膠領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。湖北匯富納米材料股份有限公司技術(shù)人員通過對比添加和未添加納米TiO?的高溫膠、室溫膠和液體膠在250℃熱儲(chǔ)條件下的重量保持率變化，探究NT-50對硅橡膠高溫穩(wěn)定性的提升作用。

　　匯富納米技術(shù)人員選取高溫膠、室溫膠、液體膠三種典型硅橡膠，分別制備添加1.5% NT-50的實(shí)驗(yàn)組與未添加納米TiO?的空白組樣品。所有樣品在250℃恒溫環(huán)境下熱儲(chǔ)，定期稱重并計(jì)算重量保持率(重量保持率=熱儲(chǔ)后重量/初始重量×100%)，繪制重量保持率隨熱儲(chǔ)天數(shù)變化曲線。

　　在未添加NT-50的硅橡膠重量保持率曲線圖中，室溫膠因?yàn)樵?天后重量損失量超過40%，膠料粉化實(shí)驗(yàn)終止。而高溫膠和液體膠在21天后重量損失量達(dá)到50%，膠料粉化終止測試。

　　在添加1.5%NT-50硅橡膠重量保持率曲線圖中，室溫膠、高溫膠、液體膠7天后重量損失在5%以內(nèi)，即使在60天后，也不超過15%。三種膠的重量保持率在60天內(nèi)始終保持在85%以上，說明 NT-50的加入有效抑制熱氧化降解進(jìn)程，大幅提升硅橡膠高溫穩(wěn)定性。

　　NT-50 對硅橡膠高溫穩(wěn)定性的改善，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

　　物理阻隔效應(yīng)：納米TiO?顆粒在硅橡膠基體中形成致密網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一方面阻礙氧氣、水蒸氣等侵蝕性介質(zhì)滲透，減少熱氧化反應(yīng)發(fā)生；另一方面抑制硅橡膠熱分解產(chǎn)生的小分子揮發(fā)，降低重量損失。

　　自由基捕獲作用：納米TiO?作為半導(dǎo)體材料，表面電子對可捕獲熱降解產(chǎn)生的自由基，終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從根本上抑制材料氧化降解。

　　熱傳導(dǎo)優(yōu)化：納米TiO?高熱導(dǎo)率可改善硅橡膠熱分布均勻性，減少局部過熱導(dǎo)致的加速降解，使熱量更高效擴(kuò)散，延緩整體熱老化進(jìn)程。

　　納米二氧化鈦NT-50有效抑制硅橡膠高溫?zé)嵫趸到猓瑸樘嵘湓跇O端環(huán)境下的使用壽命提供可行方案。從行業(yè)應(yīng)用視角看，添加NT-50的硅橡膠可進(jìn)一步拓展至航空發(fā)動(dòng)機(jī)密封、新能源汽車電池封裝、高端電子設(shè)備散熱等對耐高溫性能要求苛刻的領(lǐng)域，解決傳統(tǒng)硅橡膠“高溫易老化”的痛點(diǎn)，有望構(gòu)建更高效的熱穩(wěn)定體系，推動(dòng)硅橡膠材料向更高溫、更可靠、更長效的方向升級，為高端制造業(yè)的發(fā)展提供關(guān)鍵材料支撐。