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现在很多领域都倾向于(yu)添加稀(xi)(xi)土(tu)(tu)提高材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)综(zong)合性(xing)(xing)(xing)能，稀(xi)(xi)土(tu)(tu)在硅橡胶中的(de)(de)(de)(de)应(ying)用(yong)是一个新(xin)领域，利用(yong)稀(xi)(xi)土(tu)(tu)元素独特的(de)(de)(de)(de)电子层结(jie)构(gou)及(ji)易形成配合物的(de)(de)(de)(de)特点，可以制(zhi)备(bei)多种稀(xi)(xi)土(tu)(tu)功(gong)能助剂，不仅可以改善(shan)硅橡胶的(de)(de)(de)(de)机械性(xing)(xing)(xing)能、提升其(qi)耐热性(xing)(xing)(xing)及(ji)阻燃性(xing)(xing)(xing)，还(hai)在赋予其(qi)新(xin)功(gong)能方(fang)面有显著(zhu)的(de)(de)(de)(de)功(gong)效，所制(zhi)备(bei)的(de)(de)(de)(de)硅橡胶复合材(cai)(cai)料结(jie)合了(le)硅橡胶和其(qi)它(ta)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)优(you)点，具有优(you)异的(de)(de)(de)(de)热稳定(ding)性(xing)(xing)(xing)、安全性(xing)(xing)(xing)及(ji)环保(bao)性(xing)(xing)(xing)，被广泛应(ying)用(yong)于(yu)国防、交通、医疗等领域。

用途广泛的硅橡胶

那么，稀土在硅(gui)橡胶中都有哪些典型(xing)的用途呢？

一、提高(gao)阻燃性(xing)

硅(gui)(gui)橡(xiang)胶因(yin)其优异的(de)绝缘性(xing)和疏(shu)水性(xing)，被广泛应用于电力行业。通常将阻(zu)(zu)(zu)燃剂(ji)添加到硅(gui)(gui)橡(xiang)胶中以提高其阻(zu)(zu)(zu)燃性(xing)能，但一(yi)般的(de)卤系阻(zu)(zu)(zu)燃剂(ji)在(zai)燃烧时会产(chan)生大量有毒(du)烟雾，对环境(jing)造成(cheng)严重污染(ran)，因(yin)此现(xian)已越(yue)(yue)来越(yue)(yue)多使用绿色、无毒(du)、环保，且能保持材(cai)料良好的(de)机械性(xing)能的(de)稀土阻(zu)(zu)(zu)燃剂(ji)来提高硅(gui)(gui)橡(xiang)胶的(de)阻(zu)(zu)(zu)燃性(xing)。

添(tian)加稀土氧化物不仅(jin)减少了无机(ji)阻燃(ran)剂(ji)的用(yong)量，还(hai)提(ti)高(gao)了复(fu)合材(cai)料(liao)的残碳率，显著地提(ti)高(gao)了其热(re)稳(wen)定性。例(li)如氧(yang)化(hua)铈对含(han)氢氧化镁的硅橡胶有较优的协效阻燃作用(yong)；在(zai)复合材(cai)料中继续(xu)添加少量的有机改性蒙脱土，可明显降低复合材(cai)料的热释放速(su)率和烟密度，并使机械性能得到大幅增强。

阻燃厚壁硅胶热缩管

二、提高耐热性(xing)

过渡金属化合物(wu)能与硅(gui)橡胶网络结构发生(sheng)作用，进而提升其热(re)稳定性。添加(jia)过渡金属化合物(wu)和稀土(tu)氧化物(wu)，例如Fe₂O₃和二氧化钛(TiO₂ )能(neng)有效(xiao)提高(gao)硅橡胶(jiao)的耐(nai)热(re)(re)性(xing)能(neng)；添加(jia)氧(yang)(yang)化铈可(ke)显著提高(gao)老化过程中(zhong)的再(zai)交联度(du)，减少摩擦表(biao)面的孔数，使硅橡胶(jiao)具有更(geng)好的机(ji)械性(xing)能(neng)、摩擦性(xing)能(neng)以及抗热(re)(re)氧(yang)(yang)老化性(xing)能(neng)，纳(na)米氧(yang)(yang)化铈作(zuo)为耐(nai)热(re)(re)添加(jia)剂，在(zai)浅(qian)色硅橡胶(jiao)的制备(bei)中(zhong)起着举足轻(qing)重的作(zuo)用。

耐高温(wen)硅橡胶密封圈(quan)

三(san)、提高(gao)荧光性(xing)

稀(xi)(xi)土(tu)(tu)离(li)子与有(you)机配(pei)体配(pei)合(he)后产(chan)生的(de)(de)荧光，结合(he)了稀(xi)(xi)土(tu)(tu)离(li)子的(de)(de)发(fa)光强度高以及有(you)机化合(he)物激发(fa)能量(liang)低等优点。因此，将稀(xi)(xi)土(tu)(tu)化合(he)物加入硅(gui)橡胶中可(ke)使其具备(bei)特(te)殊的(de)(de)荧光性能，有(you)广泛的(de)(de)应(ying)用前景。

例如(ru)用铕-十一(yi)烯酸配合(he)物(wu)和含氢硅油制得稀土硅橡胶(jiao)复合(he)材料，其(qi)最(zui)强(qiang)发射波(bo)长是(shi)铕离子的特(te)征发射，该(gai)材料可将紫(zi)外光(guang)(guang)转换为红光(guang)(guang)，体现了铕离子的特(te)征光(guang)(guang)转换能；并且随着铕离子浓度的增大并没有发生(sheng)荧光(guang)(guang)猝灭现象。

荧光硅橡胶手环

四、增强机械性能(neng)

在(zai)加工或使用中受(shou)各(ge)种(zhong)因素的(de)(de)影响，硅(gui)橡(xiang)胶(jiao)会出现变(bian)(bian)色、变(bian)(bian)硬、变(bian)(bian)脆等现象，致使其(qi)许多潜(qian)在(zai)的(de)(de)应用受(shou)阻。提高硅(gui)橡(xiang)胶(jiao)机(ji)械(xie)强度的(de)(de)一个有(you)效(xiao)方(fang)法是加入(ru)无机(ji)填料，例如炭(tan)黑、白(bai)炭(tan)黑等。其(qi)中，白(bai)炭(tan)黑由(you)于(yu)比表(biao)面积(ji)大，表(biao)面含有(you)大量的(de)(de)硅(gui)羟基而易于(yu)改(gai)性(xing)(xing)，在(zai)硅(gui)橡(xiang)胶(jiao)补强中得到广(guang)泛应用。稀土改(gai)性(xing)(xing)剂对(dui)硅(gui)橡(xiang)胶(jiao)也具(ju)有(you)较优的(de)(de)补强效(xiao)果，例如当添加0. 02%的(de)(de)纳米氧化(hua)铈时，显著地提升了(le)复合材(cai)料的(de)(de)机(ji)械(xie)性(xing)(xing)能，且透光率可达85%以上，这大大提升了(le)用于(yu)封装发光二极管的(de)(de)硅(gui)橡(xiang)胶(jiao)的(de)(de)封装优越性(xing)(xing)。

用于发光二(er)极管封装的透明硅(gui)胶胶水

五(wu)、增强(qiang)耐辐(fu)照性

传统耐(nai)辐照(zhao)(zhao)硅橡(xiang)胶复(fu)(fu)合材料均(jun)含有(you)铅(qian)或(huo)苯基等物(wu)质，成本高(gao)(gao)、耐(nai)辐照(zhao)(zhao)性能(neng)(neng)有(you)限、污(wu)染环(huan)(huan)境(jing)。稀(xi)(xi)土(tu)化合物(wu)作为硅橡(xiang)胶的(de)耐(nai)辐照(zhao)(zhao)添加剂，具有(you)绿色、环(huan)(huan)保、高(gao)(gao)效等优(you)点。例(li)如氧(yang)化钇、氧(yang)化铈、氧(yang)化钆等，无论是单(dan)独使用(yong)稀(xi)(xi)土(tu)氧(yang)化物(wu)，还是将稀(xi)(xi)土(tu)氧(yang)化物(wu)共混，或(huo)者(zhe)是将稀(xi)(xi)土(tu)氧(yang)化物(wu)与传统耐(nai)辐照(zhao)(zhao)添加剂复(fu)(fu)配(pei)使用(yong)，都(dou)能(neng)(neng)提(ti)高(gao)(gao)材料的(de)耐(nai)辐照(zhao)(zhao)性。

防辐(fu)射(she)橡胶(jiao)板

六(liu)、增强(qiang)抗菌(jun)性

无(wu)机抗(kang)菌(jun)材料具有(you)抗(kang)菌(jun)范围广(guang)、持久、安全(quan)且无(wu)二次(ci)污染(ran)等特点，因(yin)此得到了(le)广(guang)泛的(de)应用。稀(xi)土可以提高无(wu)机抗(kang)菌(jun)材料的(de)抗(kang)菌(jun)性，例如以硅(gui)(gui)胶(jiao)为载体，锌离子(zi)和稀(xi)土钇(yi)离子(zi)复(fu)配(pei)，制得锌-钇(yi)抗(kang)菌(jun)硅(gui)(gui)胶(jiao)，对大肠杆(gan)菌(jun)的(de)杀菌(jun)率高于84%，只需在硅(gui)(gui)橡(xiang)胶(jiao)中少量添(tian)加，就能制得拥有(you)抗(kang)菌(jun)性的(de)复(fu)合(he)硅(gui)(gui)橡(xiang)胶(jiao)，并且还保留(liu)了(le)自身(shen)优良的(de)性质。

抗(kang)菌硅胶牙套

小结

稀土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)被称为(wei)(wei)21世纪的(de)战略元(yuan)(yuan)素(su)、新(xin)材料(liao)的(de)“宝库”。利用(yong)稀土(tu)化合(he)物制备的(de)新(xin)型(xing)多(duo)功(gong)能(neng)助(zhu)剂(ji)在改善硅橡胶的(de)综合(he)性(xing)能(neng)及赋予其新(xin)功(gong)能(neng)等(deng)方面均有显著的(de)功(gong)效(xiao)，且(qie)因其高效(xiao)、环(huan)保(bao)等(deng)特(te)(te)点(dian)(dian)解决(jue)了(le)现有助(zhu)剂(ji)效(xiao)率低、污染环(huan)境等(deng)问题。而当前稀土(tu)功(gong)能(neng)助(zhu)剂(ji)多(duo)以(yi)稀土(tu)无(wu)机化合(he)物为(wei)(wei)主，利用(yong)稀土(tu)元(yuan)(yuan)素(su)易形成(cheng)配合(he)物的(de)特(te)(te)点(dian)(dian)，开发多(duo)样性(xing)的(de)稀土(tu)有机功(gong)能(neng)助(zhu)剂(ji)将成(cheng)为(wei)(wei)今后(hou)研(yan)究热点(dian)(dian)。稀土(tu)功(gong)能(neng)助(zhu)剂(ji)的(de)出现拓展(zhan)了(le)高分子材料(liao)助(zhu)剂(ji)的(de)应(ying)用(yong)范围，拥有巨大的(de)市场潜力(li)。

参(can)考来源：

稀土在硅橡胶中的(de)应用，戴(dai)宇飞、曹鸿璋、许延(yan)辉、于晓丽(li)、韩德(de)全(quan)、田虎(hu)虎(hu)、郭(guo)立影（包头稀土研(yan)究院(yuan)、白云鄂博稀土资源研(yan)究与(yu)综合利用国家重(zhong)点实验室、内蒙古大(da)学(xue)化学(xue)化工学(xue)院(yuan)）；

新型(xing)硅橡胶的制备与性能研究，刁屾（山东大学）。

粉体(ti)圈小吉

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