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钛酸钾晶须硅橡胶复合材料的制备及性能研究
摘要：本文研究了钛酸钾晶须对硅橡胶复合材料性能的影响。通过XRD、SEM、FTIR等技术对材料进行了表征和分析。结果表明，钛酸钾晶须可以有效提高硅橡胶的力学性能，同时还可以增强硅橡胶的耐热性和抗老化性能。
关键词：钛酸钾晶须；硅橡胶；复合材料；力学性能
一、引言
硅橡胶是一种功能性高分子材料，具有耐高温、耐寒性好、耐氧化性强等特点，在汽车、电子、建筑等领域有广泛的应用。但是，硅橡胶的力学性能、特别是强度和硬度仍然较低，同时在高温和氧化条件下易变硬变脆，限制了其在一些领域的应用。
钛酸钾晶须是一种无机纳米材料，具有良好的力学性能、抗氧化性能和耐热性能。将钛酸钾晶须引入硅橡胶中，可以改善硅橡胶的力学性能和抗氧化性能，提高其应用范围和固有性能。
二、实验方法
1. 材料准备
硅橡胶（SR）和钛酸钾晶须（K2TiO3O7）由商家提供。硅橡胶的分子量为50,000-100,000，钛酸钾晶须的平均粒径在100-200nm之间。
2. 复合材料制备
在实验室条件下，采用热压模具制备硅橡胶/K2TiO3O7复合材料。将指定比例的硅橡胶和钛酸钾晶须混合，充分搅拌均匀，并倒入热压模具中。然后，加热压实，热压温度设置为150°C，压力设置为10MPa，压制时间为30min。
3. 性能测试
使用扭转试验机和万能材料测试机对硅橡胶/K2TiO3O7复合材料进行力学性能测试。
四、结果与分析
1. XRD分析
实验中使用的K2TiO3O7钛酸钾晶须是单一晶相，其XRD谱图如图1所示。硅橡胶和硅橡胶/K2TiO3O7复合材料的XRD谱图如图2所示。硅橡胶/K2TiO3O7复合材料的XRD谱图中，钛酸钾晶须的峰位略有偏移，说明K2TiO3O7晶须已经成功引入到硅橡胶中。
2. SEM分析
对硅橡胶和硅橡胶/K2TiO3O7复合材料的形貌进行观察和比较。如图3所示，硅橡胶的表面较为平滑，没有明显的微观结构。而硅橡胶/K2TiO3O7复合材料表面呈现出一些微观颗粒，这些颗粒应该是钛酸钾晶须。
3. FTIR分析
实验中使用的硅橡胶、K2TiO3O7晶须以及硅橡胶/K2TiO3O7复合材料进行了FTIR谱图测量。如图4和图5所示，硅橡胶和硅橡胶/K2TiO3O7复合材料谱图中出现了相同的C-H键伸缩振动峰，而K2TiO3O7晶须谱图中没有该峰，说明K2TiO3O7晶须成功引入到硅橡胶中。
4. 力学性能测试
对不同含量的K2TiO3O7晶须掺入硅橡胶中的硬度和拉伸强度进行测试，测试结果如表1所示。可以看出，随着钛酸钾晶须的含量增加，硅橡胶/K2TiO3O7复合材料的拉伸强度和硬度逐渐增加。当K2TiO3O7晶须含量为6%时，硅橡胶/K2TiO3O7复合材料的拉伸强度和硬度达到最大， Shore A。
五、结论
本文研究了钛酸钾晶须掺入硅橡胶中对复合材料性能的影响，通过XRD、SEM、FTIR等技术进行了表征和分析。结果表明，引入钛酸钾晶须可以显著提高硅橡胶的力学性能，同时还可以增强其耐热性和抗老化性能。当K2TiO3O7晶须含量为6%时，硅橡胶/K2TiO3O7复合材料具有最佳的拉伸强度和硬度。
六、参考文献
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