背景介紹
硅橡膠是由硅氧鍵連接構成的高分子聚合物,硅氧鍵具有很強的鍵能,熱穩定性,化學穩定性好,具有較強的耐老化性能;壓縮率大,表面張力小,憎水防潮性好,比熱容和導熱系數小,不溶于水。
填料的含量對聚合物復合材料的性能有很大的影響,還會影響混煉時的加工性能。加入過多的填料,會使混煉變得困難,還會直接影響到聚合物復合材料的力學性能,填料的含量控制在一定范圍內,隨著填料含量的增加,聚合物復合材料的性能是逐漸增加的,超過這個閾值,聚合物復合材料的性能則不會增加。
填料在聚合物中分散越好,越容易形成網絡,對聚合物復合材料的性能越佳。而填料的尺寸對其分散性有非常重要的影響:粒徑越小,粒子之間越容易團聚,在聚合物中的分散更加困難,會使聚合物的力學性能急速下降;粒徑過大,容易在聚合物中形成應力集中點,使其力學性能下降,因此,也不宜添加過多。所以如何控制填料的粒徑和含量,需要通過SEM的實驗結果來確定。
本文采用了兩種制樣方法,使用蔡司Sigma300在低電壓下不噴金直接觀測硅橡膠截面形貌,對比觀測氧化鋁填料在硅橡膠中的分布情況。制樣方法如下所示:
(1)刀片切割:采用鋒利的刀片切割出較薄的截面;
(2)液氮淬斷:剪取小塊樣品放入液氮中冷凍,由于橡膠韌性較好,則需冷凍較長時間。如圖1所示
圖1不同制樣方法:刀片切割(A);液氮脆斷(B)
不同制樣方法對結果的影響:
圖2不同制樣方法硅橡膠的截面形貌像
A1,A2:刀片切割;B1,B2:液氮淬斷
實驗結果表明:刀片切割后的樣品,圖中的聚合物基體有一定粘連,對判斷 Al2O3填料在聚合物中的分散有一定的影響;但在液氮中淬斷的樣品,聚合物基體無粘連,很容易判斷Al2O3填料在聚合物基體中的分散情況,如圖2所示。如果聚合物薄膜較薄,直接用剪刀剪斷或者刀片切割,樣品的截面則會被表層覆蓋,更難判斷填料在基體中的分散。