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納米鈦NT-50破解硅橡膠 “高溫脆化” 困局的隱形護盾

文章來源：中化新網更新時間：2025-07-21 15:53:34

硅橡膠(高溫硫化硅橡膠、室溫硫化硅橡膠、液體膠等)憑借耐候性、電絕緣性、耐高低溫性等優異特性，廣泛應用于電子封裝、航空密封、汽車制造等領域。但在 250℃及以上高溫環境中，硅橡膠易發生熱氧化降解，致聚合物主鏈斷裂、側基脫落，伴隨小分子揮發與交聯結構破壞，導致重量損失、力學性能下降，嚴重制約其在極端工況下的使用壽命。如何提升硅橡膠高溫穩定性成為材料領域研究熱點。

　　納米二氧化鈦(TiO?)因熱穩定性、化學惰性及納米效應，可作為硅橡膠領域潛在的功能性助劑和填料。其中，氣相法制備的納米二氧化鈦 NT-50，以粒徑小、分散性好、表面活性高的優勢，在硅橡膠領域有廣泛應用前景。湖北匯富納米材料股份有限公司技術人員通過對比添加和未添加納米TiO?的高溫膠、室溫膠和液體膠在250℃熱儲條件下的重量保持率變化，探究NT-50對硅橡膠高溫穩定性的提升作用。

　　匯富納米技術人員選取高溫膠、室溫膠、液體膠三種典型硅橡膠，分別制備添加1.5% NT-50的實驗組與未添加納米TiO?的空白組樣品。所有樣品在250℃恒溫環境下熱儲，定期稱重并計算重量保持率(重量保持率=熱儲后重量/初始重量×100%)，繪制重量保持率隨熱儲天數變化曲線。

　　在未添加NT-50的硅橡膠重量保持率曲線圖中，室溫膠因為在7天后重量損失量超過40%，膠料粉化實驗終止。而高溫膠和液體膠在21天后重量損失量達到50%，膠料粉化終止測試。

　　在添加1.5%NT-50硅橡膠重量保持率曲線圖中，室溫膠、高溫膠、液體膠7天后重量損失在5%以內，即使在60天后，也不超過15%。三種膠的重量保持率在60天內始終保持在85%以上，說明 NT-50的加入有效抑制熱氧化降解進程，大幅提升硅橡膠高溫穩定性。

　　NT-50 對硅橡膠高溫穩定性的改善，主要體現在三個方面：

　　物理阻隔效應：納米TiO?顆粒在硅橡膠基體中形成致密網絡結構，一方面阻礙氧氣、水蒸氣等侵蝕性介質滲透，減少熱氧化反應發生；另一方面抑制硅橡膠熱分解產生的小分子揮發，降低重量損失。

　　自由基捕獲作用：納米TiO?作為半導體材料，表面電子對可捕獲熱降解產生的自由基，終止自由基鏈式反應，從根本上抑制材料氧化降解。

　　熱傳導優化：納米TiO?高熱導率可改善硅橡膠熱分布均勻性，減少局部過熱導致的加速降解，使熱量更高效擴散，延緩整體熱老化進程。

　　納米二氧化鈦NT-50有效抑制硅橡膠高溫熱氧化降解，為提升其在極端環境下的使用壽命提供可行方案。從行業應用視角看，添加NT-50的硅橡膠可進一步拓展至航空發動機密封、新能源汽車電池封裝、高端電子設備散熱等對耐高溫性能要求苛刻的領域，解決傳統硅橡膠“高溫易老化”的痛點，有望構建更高效的熱穩定體系，推動硅橡膠材料向更高溫、更可靠、更長效的方向升級，為高端制造業的發展提供關鍵材料支撐。

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