液體硅橡膠主要是由基礎(chǔ)聚合物、增強(qiáng)填料、交聯(lián)劑以及各種助劑等組分按一定的比例制得具有自流平性及觸變性的基膠，然后在室溫或者加熱條件下與空氣中的水分接觸或與交聯(lián)劑作用形成的彈性體。

由于純液體硅橡膠的物理機(jī)械性能非常差，一般需要經(jīng)過(guò)增強(qiáng)改性以滿足實(shí)際應(yīng)用需求，其中添加增強(qiáng)填料無(wú)疑是最為簡(jiǎn)潔便利的方法。常用的納米填料主要有納米二氧化硅、納米碳酸鈣、有機(jī)蒙脫土、碳納米管和石墨烯、納米氧化鋅、納米二氧化鈦、碳化硅、氧化鋁及納米銀線等。

1、納米二氧化硅（SiO2）

納米SiO2合成的方法主要以氣相法和沉淀法為主，采用氣相法制備的納米SiO2表面羥基少，粒徑均勻，分散性較好。祝智敏等以氣相法SiO2作為增強(qiáng)填料，發(fā)現(xiàn)添加10份SiO2后，液體硅橡膠的物理機(jī)械性能有明顯的提高，邵爾A硬度、拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度可分別達(dá)到40、1.6MPa、1.4MPa；經(jīng)過(guò)老化后剪切強(qiáng)度沒有顯著的變化。

由于氣相法SiO2的成本較高，因此成本較低的沉淀法SiO2備受關(guān)注。沉淀法SiO2含水量較高，表面羥基數(shù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氣相法SiO2，使得沉淀法SiO2的表面活性很高，極易發(fā)生團(tuán)聚，不利于在橡膠基體中分散，因此為了解決這一問(wèn)題通常采用物理或者化學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行表面改性，阻止團(tuán)聚現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高其分散性。

Li等開發(fā)了一種液相原位表面修飾的改性方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)修飾后的沉淀法SiO2與液體硅橡膠基體的相容性有了極大地提高，對(duì)于液體硅橡膠增強(qiáng)效果不亞于氣相法SiO2，從而拓寬了沉淀法SiO2的應(yīng)用前景。

2、納米碳酸鈣

納米碳酸鈣具有粒徑小、比表面積高、表面活性高、填充量大及利于加工等優(yōu)點(diǎn)，其作為橡膠增強(qiáng)填料不僅成本低廉，而且表現(xiàn)出很好的增強(qiáng)增韌、殺菌消毒等效果，因此納米碳酸鈣作為一種常見的增強(qiáng)填料被廣泛應(yīng)用于液體硅橡膠。

Yin等以納米碳酸鈣作為液體硅橡膠的增強(qiáng)填料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)納米碳酸鈣的添加量為100份時(shí)，硅橡膠的拉伸強(qiáng)度與未增強(qiáng)硅橡膠相比提高了4.4倍，扯斷伸長(zhǎng)率提高了3倍，同時(shí)耐熱氧老化性、耐油性也有顯著的提高，表明納米碳酸鈣具有突出的增強(qiáng)效果。

3、有機(jī)蒙脫土（OMMT）

蒙脫土（MMT）是一種典型的層狀硅酸鹽，在橡膠工業(yè)中是一種較為常見的增強(qiáng)填料。為提高M(jìn)MT與硅橡膠的相容性，通常對(duì)其進(jìn)行有機(jī)改性以制得OMMT。研究發(fā)現(xiàn)，OMMT可以很好地分散在硅橡膠基體中，從而大幅提升硅橡膠的物理機(jī)械性能。

Wang等通過(guò)溶液插層法制備了OMMT/液體硅橡膠復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的物理機(jī)械性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣相法SiO2/液體硅橡膠復(fù)合材料；結(jié)構(gòu)分析表明，OMMT在橡膠基體中呈現(xiàn)剝離態(tài)結(jié)構(gòu)。

4、碳納米管（CNT）

由于CNT長(zhǎng)徑比大、模量高以及極高的韌性和較低的密度，使其一直以來(lái)備受關(guān)注，因而CNT在液體硅橡膠增強(qiáng)領(lǐng)域的研究也越來(lái)越廣泛。

Frogley等研究發(fā)現(xiàn)，用SWNT增強(qiáng)液體硅橡膠的初始模量隨著SWNT添加量的增加而增大；SWNT的高長(zhǎng)徑比、低密度及其在橡膠基體中良好的分散性對(duì)復(fù)合材料具有突出的增強(qiáng)效果。此外，許多研究表明，用CNT對(duì)硅橡膠起到增強(qiáng)效果的同時(shí)還賦予了硅橡膠一定的導(dǎo)熱性。

5、石墨烯

石墨烯是一種以sp2碳原子雜化而成的具有六邊形點(diǎn)陣排列的一類二維納米材料，其具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)以及物理機(jī)械性能，且性能穩(wěn)定，來(lái)源廣泛，制備簡(jiǎn)單，是一種非常理想的功能性填料。

Zhao等采用乙烯基三乙氧基硅烷（TEVS）修飾氧化石墨烯（GO），通過(guò)原位法制備了TEVS－GO/液體硅橡膠，結(jié)果表明，當(dāng)TEVS-GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%時(shí)，液體硅橡膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度比純液體硅橡膠分別提高了2.3倍、2.79倍及1.97倍；同時(shí)失重10%的熱分解溫度提高了16℃，TEVS-GO表現(xiàn)出良好的增強(qiáng)效果。

6、納米氧化鋅（ZnO）

ZnO是橡膠工業(yè)中常用的硫化活化劑，也可作為填料提高材料的物理機(jī)械性能及導(dǎo)熱性。

理論上，減小ZnO的粒徑及增大比表面積對(duì)于提高反應(yīng)活性是有利的，因此納米ZnO可作為液體硅橡膠的功能型增強(qiáng)填料。另外，ZnO也是良好的紫外線屏蔽劑，具有防老化性，經(jīng)過(guò)修飾后的ZnO還可賦予硅橡膠新的特性如自清潔性等。

7、納米二氧化鈦（TiO2）

納米TiO2具有表面缺陷少、非配對(duì)原子多、比表面積大等特點(diǎn)，將其用于增強(qiáng)橡膠，易發(fā)生物理或化學(xué)結(jié)合，增加交聯(lián)位點(diǎn)，有利于提高橡膠材料的物理機(jī)械性能；當(dāng)在應(yīng)力場(chǎng)中受到外力作用后，納米TiO2在基體中產(chǎn)生微區(qū)形變而吸收能量，橡膠材料表現(xiàn)出良好的抗輻射能力。

Yu等研究發(fā)現(xiàn)，高添加量納米TiO2（質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%）可以對(duì)液體硅橡膠的介電性和物理機(jī)械性能起到良好的改善效果，頻率為0.1Hz時(shí)的介電常數(shù)為4.9，擊穿強(qiáng)度為160kV/mm，撕裂強(qiáng)度達(dá)5.3MPa。

其他功能性增強(qiáng)填料除上述幾種功能性納米增強(qiáng)填料之外，還有很多其他類型的增強(qiáng)填料，比如碳化硅、氧化鋁、納米銀線等，這些增強(qiáng)填料不僅可有效改善液體硅橡膠的物理機(jī)械性能還可以賦予某些特殊性能。

資料來(lái)源：《劉建,田慶豐,李小紅,張治軍.納米材料增強(qiáng)液體硅橡膠的研究進(jìn)展[J].合成橡膠工業(yè),2018,41(06):477-482》