添加劑對硅橡膠材料陷阱特性的影響研究

李永超

摘要：隨著經濟與科技的不斷發展，我國在硅橡膠制作生產領域上已經取得了很大的進步與完善，而且在添加劑的作用下使其性能也有效提升。但是在實際生產制作當中，添加劑對硅橡膠的陷阱特性卻存在著不同的影響因素需要發現并解決。本文從添加劑對硅橡膠理化性能和陷阱特性的影響、電暈作用下添加劑對硅橡膠陷阱特性的影響以及紫外作用下添加劑對硅橡膠陷阱特性的影響三個方面展開討論，并對添加劑對硅橡膠材料陷阱特性的影響提出個人的見解。

關鍵詞：添加劑：硅橡膠材料：陷阱特性

一、添加劑對硅橡膠理化性能和陷阱特性的影響

（一）理化性能

對于添加劑對硅橡膠理化性能和陷阱特性影響中的理化性能主要包括在四個方面：第一個方面是硫化功能。運用無轉子硫化儀對硅橡膠材料進行實驗可以得出的結論是，硫化的曲線是氫氧化鋁對于硅橡膠材料的硫化性能并無太大的影響，但是白炭黑的作用下卻有著明顯的變化，材料之間的扭矩有所增加，而且在白炭黑含量增加的同時，扭矩也隨之加大，這就體現出了白炭黑的補強能力。第二個方面是將硅橡膠在液氮中進行實驗并對其電層進行掃描可以看出的是，氫氧化鋁與白炭黑在氣相法下質地的分散性能比較高，而且很多斷面都呈現出了光滑狀。這其中氫氧化鋁屬于微米級粒子，而白炭黑則屬于納米級粒子，所以將其作為添加劑融入硅橡膠當中會出現不同的斷面表象。其中氫氧化鋁的作用下，硅橡膠比較褶皺，而白炭黑則有著分散性比較好的表象。第三個方面是溫度介電性能。運用電測儀對硅橡膠進行點測試可以反映出的現象是硅橡膠會將溫度轉化到玻璃上，而常溫的狀態下它具有彈性，在高溫的情況下會顯示出松弛，就算加入氫氧化鋁和白炭黑也未能改變其狀態。第四個方面是紅外光譜特性。在不同的添加劑融入硅橡膠當中能夠看出，氫氧化鋁的量在不斷加大的條件下，硅橡膠的吸光性也會隨之加大，然后便產生物理反應。而白炭黑融入硅橡膠當中也會使其吸光性增強，但是更多的是產生一些補強作用。

（二）表面電位衰減特性

將添加劑融入硅橡膠材料當中時，它表面的電荷會發生變化，比方說，在融入氫氧化鋁以后，其表面的電荷會迅速的下降，但是當氫氧化鋁的量增加時，這一電荷又隨之上升。而將白炭黑融入硅碳較當中的時候，在加入量不斷增加的條件下，其表面的電荷會逐漸下降。這就充分的表明氫氧化鋁加入硅碳較當中能夠促進其表面電荷的消散，而白炭黑則會抑制其中的電荷。

（三）陷阱特性

根據陷阱模型進行計算可以得出的結論是，在融入不同的添加劑以后，硅橡膠經過電暈會展現出陷阱特性，可以根據現實的數據進行深淺兩種陷阱定論。在添加了氫氧化鋁以后，硅橡膠的陷阱中心能級凸顯出的是前陷阱，但是隨著添加劑量不斷的增加，硅橡膠陷阱中心的量會隨之減少，這樣就凸顯出了一個上下不同的變化[1]。

二、電暈作用下添加劑對硅橡膠陷阱特性的影響

（一）表面電位衰減特性

對于融入不同添加劑的硅橡膠當中的電位進行測量，能夠得出的結論是，在不同的添加劑之下，將硅橡膠進行電暈，其中的電荷與陷阱特性都會發生一定的改變。將硅橡膠進行一次一星期左右的電暈可以發現其表面的電負荷現象沒有太大的變化，而在添加劑的量不斷增加的情況下，其表面電位的速度也會隨之改變。這只是對氫氧化鋁而言，在白炭黑融入以后電位的變化幅度并沒有太大的效果。在生膠當中融入添加劑會隨著電荷的時間延長而出現增長的情況，這就表明在遇到電暈后，硅橡膠材料當中的電荷會隨之消散，而且也產生了一些陷阱。但是在白炭黑融入其中以后就會有不一樣的實驗效果。主要是其表面的電荷會在小幅度下降低，這就表明在電暈的老化作用下抑制了硅橡膠當中的電荷[2]。

（二）陷阱特性

在經過電暈并老化后的硅橡膠，其陷阱的中心會受到電暈的作用而產生一定的密度，從電暈的開始到結束這一數據都在不斷變化的過程當中，但是仔細的觀察發現，其中的數據也會在電暈的作用下其陷阱中心會減小作用，比較明顯的現象就是密度的變化。這是因為在電暈的過程當中電荷會對硅橡膠的陷阱中心造成攻擊，這樣一來硅橡膠材料的中心能級與陷阱的密度就會產生一種變化，從而產生深淺不一的陷阱。所以可以證明的是，在融入不同添加劑的硅橡膠經過電擊作用后陷阱的特性也會產生改變。

（三）交聯密度

在硅橡膠經過電暈后，其中的交聯密度會隨之減小，再加上硅橡膠陷阱的變化，就會在老化的作用下引入不同量的陷阱和產生不同的密度。這是因為在電荷的作用下，硅橡膠的表面會出現很多細孔，而且也會越來越多并且不斷擠壓，這樣就會有很多物理的缺陷出現，就被稱之為陷阱。比方說，在硅橡膠當中加入氫氧化鋁，然后進行電擊，在作用下就會讓硅橡膠表面的密度逐漸變小，然后就會產生陷阱。比方說用正常的硅橡膠材料在電擊的作用下使其交聯的密度不斷較大，這樣就會有新的化學反應生成，并且不同的添加劑融入其中也會產生不一樣的反應效果。

三、紫外作用下添加劑對硅橡膠陷阱特性的影響

（一）表面電位衰減特性

根據硅橡膠材料在紫外作用前后作對比可以發現，在受過紫外反應后，它表面所含有的電負荷會速度加快，這就說明在紫外線的作用下，硅橡膠會被引入陷阱當中，從而加速其表面的電荷消散速度。當紫外線作用時間逐漸延長以后，其電荷反應就會減緩，這就說明其中的電荷受到了抑制。所以在紫外時間的變化下，能夠加快表面的電荷速度，但是時間越久這種反應的效率就會越慢。

（二）陷阱特性

通過將硅橡膠電位衰減的特性作為研究對象可以看出，在紫外時間逐漸延長的過程當中會引入大量的陷阱，而且中心的能級會逐漸的減少，但是陷阱中心的密度會隨之加大。而在時間延長的過程當中，陷阱中心的能級會逐漸變小，而其中的密度也會不斷呈現出下滑的趨勢[3]。

（三）交聯密度

硅橡膠的教練密度與其受紫外時長有著密切的關系，這是因為在紫外的作用下會產生新的化學鍵，這樣勢必會增加不同的交聯點，再加上其作用的增加，從而使得交聯密度逐漸加大。所以可以得出的結論是，在紫外的影響下，向硅橡膠當中融入不同的添加劑其交聯密度會隨之發生改變。

總結：綜上所述，在硅橡膠中加入不同的添加劑會產生不同的反應，這一原理通過融入氫氧化鋁和白炭黑試劑進行實驗從而得出的結論就能驗證，但是歸咎其制作生產的原理，在添加劑的作用下性能還未完全開發，所以需要相關研究學者不斷努力才能將其完善。

參考文獻：

[1]?? 王夢丹.添加劑對硅橡膠材料陷阱特性的影響研究[D].華北電力大學（北京），2018.

[2]?? 季蘭蘭.硅橡膠材料質量及老化狀況的快速檢測方法研究[D].華北電力大學（河北），2014.

[3]?? 鄭華，潘安徽，吳智強.彈性膠泥的應用及其特性研究[J].特種橡膠制品，2017（02）：28-31.