硅酮密封膠通常由一系列關(guān)鍵成分組成，包括作為基本骨架的有機(jī)聚硅氧烷(通常稱為107膠)、增強(qiáng)材料特性的填料、提高柔韌性的增塑劑、促成固化的交聯(lián)劑、加速反應(yīng)的催化劑，以及賦予特定功能(如阻燃或抗菌)的功能性添加劑。這些不同成分的類型和比例直接決定了硅酮膠品牌的總體性能特征。
其中，作為硅酮密封膠產(chǎn)品主要填料的納米碳酸鈣，在多數(shù)配方體系中質(zhì)量占比最高，因而對(duì)硅酮密封膠產(chǎn)品性能的影響也尤為顯著。研究表明，納米碳酸鈣在硅酮密封膠體系中不僅可以填充增容，還能發(fā)揮一定補(bǔ)強(qiáng)作用，直接影響硅酮密封膠力學(xué)性能和應(yīng)用表現(xiàn)。
納米碳酸鈣的晶形應(yīng)與硅酮密封膠的生產(chǎn)配方、制品的加工技術(shù)及設(shè)備條件相適應(yīng)，一般地講，立方體、菱形六面體、立方體部分呈鏈鎖狀晶形的適應(yīng)性比較廣泛。
田偉等人采用加壓鼓泡碳化及高剪切乳化改性工藝合成出晶粒大小相當(dāng)、晶體形狀不同的納米碳酸鈣，并以其為填料制備單組分脫醇型硅酮密封膠，探究了納米碳酸鈣晶體形狀對(duì)硅酮密封膠力學(xué)性能的影響以及作用機(jī)制。
1、納米碳酸鈣合成
將濃度95~110g/L的氫氧化鈣漿液冷卻到工藝溫度(≤30℃)，根據(jù)目標(biāo)晶形選擇加入不同晶形導(dǎo)向劑，攪拌均勻后加入小型加壓鼓泡碳化塔。氫氧化鈣漿液為連續(xù)相，凈化冷卻后的石灰窯窯氣(二氧化碳含量35%左右)為分散相，在高剪切乳化泵作用下促進(jìn)氣、液、固三相傳質(zhì)和碳酸化反應(yīng)，同時(shí)，借助熱電偶、電導(dǎo)率儀和pH計(jì)監(jiān)測(cè)碳酸化反應(yīng)進(jìn)程。當(dāng)pH接近7.5，電導(dǎo)率值達(dá)到谷值又再次上升時(shí)，碳酸化反應(yīng)結(jié)束。將碳化得到的納米鈣熟漿，泵入改性罐中并加熱至75℃，根據(jù)固含量和BET數(shù)據(jù)，加入1.05倍理論計(jì)量的復(fù)合改性劑進(jìn)行高剪切乳化改性，持續(xù)50min后完成改性，改性漿液保溫陳化12h后，經(jīng)壓濾、干燥和氣流粉碎后得到納米碳酸鈣粉體。
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
(1)納米碳酸鈣的晶體形態(tài)對(duì)硅酮密封劑的性能有重要影響。這種影響可能是由于不同的晶形改變了碳酸鈣粒子在硅酮基體中的分散性、體積密度以及空間阻礙效應(yīng)，這些變化與107聚合物鏈之間的作用方式和作用力強(qiáng)弱相互作用，進(jìn)而影響了密封劑的物理特性，如密度、固化速度、硬度和拉伸強(qiáng)度。
(2)不同晶形的納米碳酸鈣對(duì)硅酮密封劑的增強(qiáng)效果存在差異：球形和立方體狀的納米碳酸鈣更適合生產(chǎn)硬度較低、拉伸強(qiáng)度適中及彈性回復(fù)率較高的硅酮制品;而紡錘形和針狀的納米碳酸鈣則更適合生產(chǎn)硬度較高、拉伸強(qiáng)度好且尺寸穩(wěn)定性佳的硅酮制品。(3)通過(guò)混合不同晶形的納米碳酸鈣，可以制造出填充性能更均衡的產(chǎn)品，這為改進(jìn)納米碳酸鈣產(chǎn)品和提升硅酮密封劑性能提供了新的途徑。
