После добавления армирующего наполнителя прочность силиконовой резины может быть увеличена примерно в 40 раз, специфика заключается в том, что предел прочности вулканизированной резины при растяжении увеличивается с 0,35 МПа у чистой силиконовой резины до 14 МПа.Этот армирующий эффект значительно выше, чем у других резиновых материалов (обычно степень армирования составляет 1,4-10 раз), что отражает решающую роль армирующих наполнителей в свойствах силиконового каучука.


Механизм действия и причины повышения эксплуатационных характеристик армирующих наполнителей
Увеличение количества точек физического сшивания：
Армирующие наполнители (такие как нанокремнезем) образуют в силиконовой резине микрокристаллическую область с кремнеземом в качестве ядра, что увеличивает температуру физического сшивания и повышает вероятность кристаллизации, тем самым повышая механическую прочность.
Взаимодействие наполнителя и полимера：
Благодаря ковалентным связям, водородным связям и Ван-дер-ваальсовым силам между наполнителем и молекулярной цепью силиконового каучука образуется сшивающая сеть. В то же время сетчатая структура между частицами наполнителя увеличивает эффективный объем армирования и дополнительно повышает модуль упругости эластомера.
Влияние типа и структуры наполнителя：
Дымящийся диоксид кремния: большая удельная поверхность (200-380 м2/г), значительный армирующий эффект, позволяет увеличить прочность силиконовой резины на разрыв примерно в 10 раз.
Нанокремнезем: Жесткая цепочечная структура служит армирующим каркасом, а ее твердость линейно возрастает с увеличением удельной поверхности. Прочность на разрыв является наибольшей при удельной поверхности 250 м2/г, а прочность на растяжение оптимальна при 200 м2/г.
Комплексное влияние армирующего наполнителя на эксплуатационные характеристики силиконовой резины
Улучшенные механические свойства：
После армирования прочность силиконовой резины на растяжение, твердость, износостойкость и сопротивление разрыву были значительно улучшены, в то время как свойства при сжатии, скорость деформации при сжатии и восстановление упругости были улучшены.
Повышенная термическая стабильность：
Армирующий наполнитель может повысить начальную температуру разложения силиконового каучука и улучшить термическую стабильность.Например, при добавлении 40 частей диоксида кремния начальная температура разложения (T5) и температура полуразложения (T50) силиконового каучука достигают 495,4℃ и 632,6℃ соответственно.
Улучшенные огнезащитные свойства：
Армирующие наполнители (такие как диоксид кремния) обладают негорючими свойствами, что позволяет снизить содержание горючих веществ в силиконовом каучуке и повысить кислородный индекс.При добавлении 50 частей диоксида кремния кислородный индекс силиконового каучука увеличился с 19,4% до 25,0%.