矽橡膠在常溫下的機械性能比通用橡膠低,但在150℃以上的高溫下,其機械性能遠遠優於通用橡膠。通用橡膠雖然在常溫下的壓縮永久變形值很小(約10%左右),但溫度升高後其值猛增,如氟橡膠,150℃時壓縮永久變形為40%,丁腈膠、丙烯酸酯膠、氯醇膠150℃時的壓縮永久變形則高達50-60%,而矽橡膠的壓縮永久變形僅為28%左右,低壓縮永久變形矽橡膠則在10%以下。因此,矽橡膠是製作O形圈、墊片、墊圈等密封件和輥筒的良好材料。
1、不同乙烯基含量的生膠及對壓縮永久變形性能的影響
壓縮永久變形有隨生膠中乙烯基含量增加而下降的趨勢,但乙烯基含量特別高的生膠(如4.6%)壓縮永久變形則急劇上升。這是因為高乙烯基含量生膠不耐高溫老化所致,膠料已發脆,使其本應降低的壓縮永久變形特徵根本得不到反映。凡有高乙烯基含量生膠摻混的混煉膠,壓縮永久變形都很高,因此,乙烯基特別高的生膠不能選用在低壓縮永久變形配方中。
110-1矽膠混煉膠中混用110-2生膠,隨著110-2用量的增加,膠料的壓縮永久變形性能逐漸改善,硬度逐漸降低,其他性能變化不大;但當生膠110-2用量增到15份時,老化後性能顯著下降。綜合比較,在矽橡膠混煉膠中加入10份110—2,壓縮永久變形得到大幅度降低,同時其他性能得到了保持,特別是老化後性能優異。
2、補強填料白炭黑
不同比表面積氣相法白炭黑混煉膠的壓縮永久變形變化未有規律性,換言之,氣相法白炭黑的比表面積變化對壓縮永久變形影響不大。一般來說,壓縮永久變形均隨著氣相白黑添加量的增加而增加,因此,在保障基本物理機械性能的前提下,為保持較好的壓縮永久變形性能白炭黑的添加量應越少越好。
沉澱法白炭黑混煉膠的壓縮永久變形性能與氣相法白炭黑混煉膠具有相同的特點,即壓縮永久變形隨白炭黑添加量增加而增大。但沉澱法白炭黑混煉膠的壓縮永久變形遠低於氣相法白炭黑混煉膠,一般可認為補強愈好的白炭黑是具有較高的壓縮永久變形。因此,沉澱法白炭黑混煉膠更適於用作低壓縮永久變形材料使用。
3、硫化劑
不同硫化劑對壓縮永久變形性能則有顯著的影響。在氣相法白炭黑混煉膠中,採用雙二四作硫化劑的混煉膠其壓縮永久變形性能均比用雙二五作硫化劑的有顯著下降。因此,氣相膠若要獲得較低的壓縮永久變形應優先採用雙二四作硫化劑。
DCP硫化的矽橡膠壓縮永久變形和抗撕裂性能較用雙二五硫化的矽橡膠的性能優,其它的性能大致相當。
4、耐熱助劑
壓縮永久變形性能較優,表明該膠料在高溫下的抗氧化能力強,因此,添加耐熱助劑有利於降低壓縮永久變形。
我們知道, 矽橡膠以二氧化矽作為補強劑, 其表面含有大量的矽經基, 這些矽羥基則是矽橡膠主鏈熱重排降解的活化中心。由於主鏈發生重排降解反應, 致使矽橡膠各種性能變壞, 也同樣使矽橡皮的壓縮變形變壞。因此,要想減少重排降解反應發生, 必須去掉矽經基, 才能提高矽橡膠的各種性能。
採用矽氮化合物(六苯基環三矽氮烷)消滅矽羥基,可提高矽橡膠250℃的抗壓縮變形性能。當其用量少時, 不足以消滅矽羥基, 矽橡皮的壓縮變形也就不那麼好, 但用量過多, 壓縮變形反而變壞。小分子的矽氮化合物由於經不住高溫而跑掉了,壓縮變形改進效果不明顯。 甲基矽氮膠和苯基矽氮膠對改進矽橡膠的壓縮變形作用也不明顯。六苯基環二矽氮烷是比較理想的添加劑,易與羥基反應, 同時經得住較高溫度而不跑掉, 所以壓變改善效果比較理想。
4、混煉工藝
混煉工藝對壓縮永久變形性能有較大影響。隨著加熱混煉時間的延長,壓縮永久變形值呈顯著下降之勢。延長加熱混煉時間對降低壓縮永久變形是有效的。
5、其它
結構控制劑對矽橡膠壓縮永久變形有影響。
填充填料的種類、形態、用量也會影響矽橡膠的壓縮永久變形。