埃尔派知识课堂：7类超微粉体在液体硅橡胶中的应用

液体硅橡胶是指由基础聚合物、增强填料、交联剂以及各种助剂等组分按一定比例制得具有自流平性及触变性的基胶，在室温或者加热条件下与空气中的水分接触或与交联剂作用形成的弹性体。纯液体硅橡胶的物理机械性能非常差，需要通过改性来满足应用需求，而添加增强填料是最便利的方法。

常用的纳米填料主要有石墨烯和碳纳米管、纳米碳酸钙、有机蒙脱土、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛等。

石墨烯

石墨烯是SP2碳原子杂化而成的具有六边形点阵排列的二维纳米材料，其具备优异的电学、热学和物理机械性能，且性能稳定、来源广泛、制备简单，是非常理想的功能性填料。

碳纳米管

由于碳纳米管具备长径比大、模量高、韧性高、密度低等优势，一直以来备受关注，因次，碳纳米管在液体硅橡胶增强等领域领域的研究也越来越广泛。

纳米碳酸钙

纳米碳酸钙具有粒径小、比表面积高、表面活性高、填充量大、易加工等优点，其作为橡胶增强填料不仅成本低廉，而且增强增韧、杀菌消毒效果优良，因此，纳米碳酸钙被广泛应用于液体硅橡胶。

有机蒙脱土

蒙脱土是一种典型的层状硅酸盐，在橡胶工业中是一种较为常见的增强填料。为提高蒙脱土与硅橡胶的相容性，通常会对其进行有机改性以制得有机蒙脱土。研究发现，有机蒙脱土可以很好地分散在硅橡胶基体中，从而大幅度提升硅橡胶的物理机械性能。

纳米氧化锌

氧化锌是橡胶工业中常用的硫化活化剂，也可作为填料用来提高材料的物理机械性能和导热性。理论上，减小氧化锌的粒径、增大比表面积有利于提高反应活性，因此，纳米氧化锌常用作液体硅橡胶的功能型增强填料。另外，氧化锌也是良好的紫外线屏蔽剂，具有防老化的特性，经过修饰的氧化锌可赋予硅橡胶自清洁性等新的特性。

纳米二氧化硅

纳米二氧化硅合成的方法主要以气相法和沉淀法为主，采用气相法制备的纳米二氧化硅表面羟基少、粒径均匀且分散性好，但成本较高，因此，成本较低的沉淀法备受关注。沉淀法制备的二氧化硅含水量较高，表面羟基数也远远高于气相法制备的二氧化硅，使得纳米二氧化硅的表面活性很高，极易发生团聚，不利于在橡胶基体中分散，通常会采用物理或化学方法对其进行表面改性以阻止团聚现象的产生，提高分散性。

纳米二氧化钛

纳米二氧化钛具有表面缺陷少、非配对原子多、比表面积大等优点，有利于提高橡胶材料的物理机械性能。当在应力场中受到外力作用后，纳米二氧化钛在基体中会产生微区形变而吸收能量，使橡胶材料表现出良好的抗辐射能力。

除上述几种功能性纳米增强填料之外，还有很多其他类型的增强填料，如碳化硅、氧化铝、纳米银线等，这些增强填料不仅可以改善液体硅橡胶的物理机械性能，还可赋予液体硅橡胶其他特殊性能。