]步驟二、對(duì)老化試件進(jìn)行X衍射光電子能譜測(cè)試和核磁共振測(cè)試
[0026]對(duì)步驟一中不同溫度條件下熱氧加速老化后的老化試件分別進(jìn)行X衍射光電子能譜測(cè)試和核磁共振測(cè)試。XPS的實(shí)驗(yàn)條件為:X光源單色化的Al Ka源，能量:1486.6eV，1mAX 15KV，束斑大小:700X 300 μ m ;掃描模式:CAE ;全譜掃描:通能為160eV。
[0027]核磁共振儀器為Bruker AVANCE III 400WB。核磁光譜儀配備了一個(gè)4毫米的標(biāo)準(zhǔn)孔，其探頭的X通道為79.50兆赫，其他通道進(jìn)行調(diào)整到400兆赫。干細(xì)粉狀樣品裝在封閉的鈦轉(zhuǎn)子中，以5kHZ的頻率進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。對(duì)每個(gè)樣品總共進(jìn)行10000次掃描并記錄。
[0028]通過(guò)XPS和核磁共振的測(cè)試得到不同老化條件下的硅橡膠的元素譜圖。
[0029]步驟三、對(duì)XPS和NMR測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析
[0030]從XPS的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著老化溫度和老化時(shí)間的增加，硅橡膠材料中C元素含量逐漸降低，而O元素含量逐漸增加，對(duì)硅元素進(jìn)行分峰處理，Si元素在硅氧烷中有以下三種化學(xué)環(huán)境S12C2, S13C, S14*別對(duì)應(yīng)的化學(xué)結(jié)合能位置為101.9，102.8，103.6。對(duì)這三個(gè)化學(xué)結(jié)合能位置的峰進(jìn)行峰面積的計(jì)算，得出在不同老化條件下這三種環(huán)境的相對(duì)比例。發(fā)現(xiàn)同為老化57h下，隨著老化溫度由120°C增加到150°C再到180°C，S12C2的相對(duì)含量從51%到27%再到23%，逐漸降低，而S13C的相對(duì)含量從43%到48%再到63%呈逐漸升高趨勢(shì)。從核磁共振的結(jié)果可以看到對(duì)著老化溫度和老化時(shí)間的增加。硅羥基的相對(duì)含量是降低的，而S13C和3104的相對(duì)含量是增加的。
[0031]步驟四、利用硅羥基的相對(duì)含量表征老化機(jī)理
[0032]由數(shù)據(jù)結(jié)果看出，隨著老化溫度與老化時(shí)間的增加，硅羥基的相對(duì)含量在降低，而S13C和3104的相對(duì)含量是增加的。由此通過(guò)硅羥基的相對(duì)含量的變化可以看出，硅橡膠在老化過(guò)程中主要發(fā)生側(cè)基被老化形成硅羥基，但隨著老化的進(jìn)行，硅羥基進(jìn)攻硅氧烷主鏈形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)與環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0033]本實(shí)施例采用硅羥基的數(shù)量作為考察點(diǎn)，描述了一種利用硅羥基數(shù)量分析硅橡膠老化機(jī)理的方法，對(duì)硅橡膠材料的老化機(jī)理進(jìn)行了深入的研宄，使用X衍射光電子能譜實(shí)驗(yàn)和核磁共振實(shí)驗(yàn)綜合分析硅羥基相對(duì)含量的變化，能夠清楚的表征出硅橡膠的老化機(jī)理，對(duì)后續(xù)的科研工作有著重要的意義。
[0034]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，這些【具體實(shí)施方式】是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用硅羥基相對(duì)含量分析硅橡膠老化程度的方法，其特征在于， 步驟一、硅橡膠的熱氧老化實(shí)驗(yàn) 首先對(duì)硅橡膠試件進(jìn)行熱氧加速老化試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)用的夾具為哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械加工制造廠制造的壓縮夾具，其尺寸為240x30x18mm，實(shí)驗(yàn)用的熱氧老化箱為無(wú)錫科來(lái)姆環(huán)境科技有限公司提供的熱空氣交換試驗(yàn)箱，其工作室尺寸為450x450x500mm，溫度波動(dòng)度彡 ±0.5K ； 參考國(guó)標(biāo)GB/T 3512進(jìn)行硅橡膠烘箱加速老化試驗(yàn)；在將試件放入老化箱之前，按照GB/T2941-2006《橡膠物理試驗(yàn)方法試件制備和調(diào)節(jié)通用程序》對(duì)所有試件進(jìn)行預(yù)處理；參考國(guó)標(biāo)GB/T 1683，將試件放入夾具之中，每個(gè)夾具中放4個(gè)試件，每個(gè)試件之間距離大于5mm，壓縮率25%;根據(jù)ISO:11346-2004《硫化或熱塑橡膠-使用壽命和最高使用溫度的評(píng)估》中的規(guī)定，最高試驗(yàn)溫度應(yīng)使材料性能達(dá)到臨界值的時(shí)間不小于10h ;最低試驗(yàn)溫度應(yīng)使材料性能達(dá)到臨界值的時(shí)間至少為100h ;試驗(yàn)溫度的選擇需符合GB/T 2941-2006 ;根據(jù)《橡膠物理試驗(yàn)方法試件制備和調(diào)節(jié)通用程序》，選定250°C，180°C，165°C，150°C，135°C和120°C作為硅橡膠加速試驗(yàn)溫度點(diǎn)； 步驟二、對(duì)老化試件進(jìn)行X衍射光電子能譜測(cè)試和核磁共振測(cè)試對(duì)步驟一中不同溫度條件下熱氧加速老化后的老化試件分別進(jìn)行X衍射光電子能譜測(cè)試和核磁共振測(cè)試，XPS的實(shí)驗(yàn)條件為:X光源單色化的Al Ka源，能量:1486.6eV，1mAX 15KV，束斑大小:700X 300 μ m ;掃描模式:CAE ;全譜掃描:通能為160eV ； 核磁共振儀器為Bruker AVANCE III 400WB，核磁光譜儀配備了一個(gè)4毫米的標(biāo)準(zhǔn)孔，其探頭的X通道為79.50兆赫，其他通道進(jìn)行調(diào)整到400兆赫，干細(xì)粉狀樣品裝在封閉的鈦轉(zhuǎn)子中，以5kHZ的頻率進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，對(duì)每個(gè)樣品總共進(jìn)行10000次掃描并記錄； 通過(guò)XPS和核磁共振的測(cè)試得到不同老化條件下的硅橡膠的元素譜圖； 步驟三、對(duì)XPS和NMR測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析 從XPS的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著老化溫度和老化時(shí)間的增加，硅橡膠材料中C元素含量逐漸降低，而O元素含量逐漸增加，對(duì)硅元素進(jìn)行分峰處理，Si元素在硅氧烷中有以下三種化學(xué)環(huán)境S12C2, S13C, S14*別對(duì)應(yīng)的化學(xué)結(jié)合能位置為101.9，102.8，103.6 ;對(duì)這三個(gè)化學(xué)結(jié)合能位置的峰進(jìn)行峰面積的計(jì)算，得出在不同老化條件下這三種環(huán)境的相對(duì)比例；發(fā)現(xiàn)同為老化57h下，隨著老化溫度由120°C增加到150°C再到180°C，S12C2的相對(duì)含量從.51 %到27 %再到23 %，逐漸降低，而S13C的相對(duì)含量從43 %到48 %再到63 %呈逐漸升高趨勢(shì)；從核磁共振的結(jié)果可以看到對(duì)著老化溫度和老化時(shí)間的增加，硅羥基的相對(duì)含量是降低的，而S13C和S14的相對(duì)含量是增加的； 步驟四、利用硅羥基的相對(duì)含量表征老化機(jī)理 由數(shù)據(jù)結(jié)果看出，隨著老化溫度與老化時(shí)間的增加，硅羥基的相對(duì)含量在降低，而.S13C^P S14的相對(duì)含量是增加的；由此通過(guò)硅羥基的相對(duì)含量的變化可以看出，硅橡膠在老化過(guò)程中主要發(fā)生側(cè)基被老化形成硅羥基，但隨著老化的進(jìn)行，硅羥基進(jìn)攻硅氧烷主鏈形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)與環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種利用硅羥基相對(duì)含量分析硅橡膠老化程度的方法，屬于分析硅橡膠老化程度方法技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)硅橡膠的熱氧老化實(shí)驗(yàn)、對(duì)老化試件進(jìn)行X衍射光電子能譜測(cè)試和核磁共振測(cè)試、對(duì)XPS和NMR測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析和利用硅羥基的相對(duì)含量表征老化機(jī)理四個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)了利用硅羥基相對(duì)含量分析硅橡膠老化程度的方法。本發(fā)明的方法填補(bǔ)了之前對(duì)硅橡膠老化機(jī)理研究方面的空白，通過(guò)核磁共振和X衍射光電子能譜實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析硅羥基的相對(duì)含量的變化，就可以推測(cè)硅橡膠在老化過(guò)程中的機(jī)理，是一種簡(jiǎn)單但實(shí)用的硅橡膠機(jī)理分析方法，對(duì)以后研究硅橡膠老化機(jī)理方面有著很大的意義。
【IPC分類(lèi)】G01N23-20, G01N1-44, G01N24-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104535596
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410686079
【發(fā)明人】王友善, 劉宇鵬, 劉宇艷, 吳健, 崔志博, 粟本龍, 周銳, 劉強(qiáng)
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月25日
【公告號(hào)】CN104048911A