添加剂对硅橡胶材料陷阱特性的影响研究

李永超

摘要：随着经济与科技的不断发展，我国在硅橡胶制作生产领域上已经取得了很大的进步与完善，而且在添加剂的作用下使其性能也有效提升。但是在实际生产制作当中，添加剂对硅橡胶的陷阱特性却存在着不同的影响因素需要发现并解决。本文从添加剂对硅橡胶理化性能和陷阱特性的影响、电晕作用下添加剂对硅橡胶陷阱特性的影响以及紫外作用下添加剂对硅橡胶陷阱特性的影响三个方面展开讨论，并对添加剂对硅橡胶材料陷阱特性的影响提出个人的见解。

关键词：添加剂：硅橡胶材料：陷阱特性

一、添加剂对硅橡胶理化性能和陷阱特性的影响

（一）理化性能

对于添加剂对硅橡胶理化性能和陷阱特性影响中的理化性能主要包括在四个方面：第一个方面是硫化功能。运用无转子硫化仪对硅橡胶材料进行实验可以得出的结论是，硫化的曲线是氢氧化铝对于硅橡胶材料的硫化性能并无太大的影响，但是白炭黑的作用下却有着明显的变化，材料之间的扭矩有所增加，而且在白炭黑含量增加的同时，扭矩也随之加大，这就体现出了白炭黑的补强能力。第二个方面是将硅橡胶在液氮中进行实验并对其电层进行扫描可以看出的是，氢氧化铝与白炭黑在气相法下质地的分散性能比较高，而且很多断面都呈现出了光滑状。这其中氢氧化铝属于微米级粒子，而白炭黑则属于纳米级粒子，所以将其作为添加剂融入硅橡胶当中会出现不同的断面表象。其中氢氧化铝的作用下，硅橡胶比较褶皱，而白炭黑则有着分散性比较好的表象。第三个方面是温度介电性能。运用电测仪对硅橡胶进行点测试可以反映出的现象是硅橡胶会将温度转化到玻璃上，而常温的状态下它具有弹性，在高温的情况下会显示出松弛，就算加入氢氧化铝和白炭黑也未能改变其状态。第四个方面是红外光谱特性。在不同的添加剂融入硅橡胶当中能够看出，氢氧化铝的量在不断加大的条件下，硅橡胶的吸光性也会随之加大，然后便产生物理反应。而白炭黑融入硅橡胶当中也会使其吸光性增强，但是更多的是产生一些补强作用。

（二）表面电位衰减特性

将添加剂融入硅橡胶材料当中时，它表面的电荷会发生变化，比方说，在融入氢氧化铝以后，其表面的电荷会迅速的下降，但是当氢氧化铝的量增加时，这一电荷又随之上升。而将白炭黑融入硅碳较当中的时候，在加入量不断增加的条件下，其表面的电荷会逐渐下降。这就充分的表明氢氧化铝加入硅碳较当中能够促进其表面电荷的消散，而白炭黑则会抑制其中的电荷。

（三）陷阱特性

根据陷阱模型进行计算可以得出的结论是，在融入不同的添加剂以后，硅橡胶经过电晕会展现出陷阱特性，可以根据现实的数据进行深浅两种陷阱定论。在添加了氢氧化铝以后，硅橡胶的陷阱中心能级凸显出的是前陷阱，但是随着添加剂量不断的增加，硅橡胶陷阱中心的量会随之减少，这样就凸显出了一个上下不同的变化[1]。

二、电晕作用下添加剂对硅橡胶陷阱特性的影响

（一）表面电位衰减特性

对于融入不同添加剂的硅橡胶当中的电位进行测量，能够得出的结论是，在不同的添加剂之下，将硅橡胶进行电晕，其中的电荷与陷阱特性都会发生一定的改变。将硅橡胶进行一次一星期左右的电晕可以发现其表面的电负荷现象没有太大的变化，而在添加剂的量不断增加的情况下，其表面电位的速度也会随之改变。这只是对氢氧化铝而言，在白炭黑融入以后电位的变化幅度并没有太大的效果。在生胶当中融入添加剂会随着电荷的时间延长而出现增长的情况，这就表明在遇到电晕后，硅橡胶材料当中的电荷会随之消散，而且也产生了一些陷阱。但是在白炭黑融入其中以后就会有不一样的实验效果。主要是其表面的电荷会在小幅度下降低，这就表明在电晕的老化作用下抑制了硅橡胶当中的电荷[2]。

（二）陷阱特性

在经过电晕并老化后的硅橡胶，其陷阱的中心会受到电晕的作用而产生一定的密度，从电晕的开始到结束这一数据都在不断变化的过程当中，但是仔细的观察发现，其中的数据也会在电晕的作用下其陷阱中心会减小作用，比较明显的现象就是密度的变化。这是因为在电晕的过程当中电荷会对硅橡胶的陷阱中心造成攻击，这样一来硅橡胶材料的中心能级与陷阱的密度就会产生一种变化，从而产生深浅不一的陷阱。所以可以证明的是，在融入不同添加剂的硅橡胶经过电击作用后陷阱的特性也会产生改变。

（三）交联密度

在硅橡胶经过电晕后，其中的交联密度会随之减小，再加上硅橡胶陷阱的变化，就会在老化的作用下引入不同量的陷阱和产生不同的密度。这是因为在电荷的作用下，硅橡胶的表面会出现很多细孔，而且也会越来越多并且不断挤压，这样就会有很多物理的缺陷出现，就被称之为陷阱。比方说，在硅橡胶当中加入氢氧化铝，然后进行电击，在作用下就会让硅橡胶表面的密度逐渐变小，然后就会产生陷阱。比方说用正常的硅橡胶材料在电击的作用下使其交联的密度不断较大，这样就会有新的化学反应生成，并且不同的添加剂融入其中也会产生不一样的反应效果。

三、紫外作用下添加剂对硅橡胶陷阱特性的影响

（一）表面电位衰减特性

根据硅橡胶材料在紫外作用前后作对比可以发现，在受过紫外反应后，它表面所含有的电负荷会速度加快，这就说明在紫外线的作用下，硅橡胶会被引入陷阱当中，从而加速其表面的电荷消散速度。當紫外线作用时间逐渐延长以后，其电荷反应就会减缓，这就说明其中的电荷受到了抑制。所以在紫外时间的变化下，能够加快表面的电荷速度，但是时间越久这种反应的效率就会越慢。

（二）陷阱特性

通过将硅橡胶电位衰减的特性作为研究对象可以看出，在紫外时间逐渐延长的过程当中会引入大量的陷阱，而且中心的能级会逐渐的减少，但是陷阱中心的密度会随之加大。而在时间延长的过程当中，陷阱中心的能级会逐渐变小，而其中的密度也会不断呈现出下滑的趋势[3]。

（三）交联密度

硅橡胶的教练密度与其受紫外时长有着密切的关系，这是因为在紫外的作用下会产生新的化学键，这样势必会增加不同的交联点，再加上其作用的增加，从而使得交联密度逐渐加大。所以可以得出的结论是，在紫外的影响下，向硅橡胶当中融入不同的添加剂其交联密度会随之发生改变。

总结：综上所述，在硅橡胶中加入不同的添加剂会产生不同的反应，这一原理通过融入氢氧化铝和白炭黑试剂进行实验从而得出的结论就能验证，但是归咎其制作生产的原理，在添加剂的作用下性能还未完全开发，所以需要相关研究学者不断努力才能将其完善。

参考文献：

[1]   王梦丹.添加剂对硅橡胶材料陷阱特性的影响研究[D].华北电力大学（北京），2018.

[2]   季兰兰.硅橡胶材料质量及老化状况的快速检测方法研究[D].华北电力大学（河北），2014.

[3]   郑华，潘安徽，吴智强.弹性胶泥的应用及其特性研究[J].特种橡胶制品，2017（02）：28-31.