一、品名：超细氧化铈

规格：D50：1-2UM   TREO：99.%   CEO2/TREO：99.95%MIN

二：形状：淡黄色粉末

三：5公斤小袋，一桶25公斤。

四：用途：玻璃、陶瓷、橡胶、催化行业添加
五\规格

540 橡胶工业 2005年第52卷
纳米氧化铈的制备及其对硅橡胶耐热性能的影响
彭亚岚 ，张 霞 ，苏正涛 ，刘 君
(1．北京航空材料研究院，北京100095；2．中国纺织工业设计院，北京100037)
摘要：以工业级氯化铈为主要原材料，采用化学沉淀法制备纳米氧化铈，研究纳米氧化铈的特征及其对甲基乙烯
基硅橡胶(MVQ)耐热性能的影响。结果表明，纳米氧化铈粒子近似球形，粒径为2O～35 nm，分布均匀；在MVQ中
添加2份纳米氧化铈可有效提高胶料的耐热空气老化(250℃ ×72 h)性能。
关键词：纳米氧化铈；化学沉淀法；甲基乙烯基硅橡胶}耐热性能
中图分类号：TQ333．93；TQ330．38 文献标识码：B 文章编号：1000—890X(2005)09—0540—03
纳米氧化铈作为一种有效的硅橡胶耐热添加
剂，在制备浅色硅橡胶制品中有着重要作用。纳
米氧化铈的制备方法主要有化学沉淀法(包括醇
盐水解法和柠檬酸盐沉淀法等)、水热法、溅射干
燥法和燃烧法等l1 ]。
本工作采用化学沉淀法制备极度松散的纳米
氧化铈，并将纳米氧化铈作为耐热添加剂加入到
甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)中，探讨其对MVQ
耐热空气老化性能的影响。
1 实验
1．1 主要原材料
氯化铈，工业级，内蒙古矿冶研究院产品；无
水乙醇，化学纯，北京化工厂产品；MVQ(牌号
11O一2VT)和二苯基硅二醇，成都有机硅研究中心
产品；气相法白炭黑，牌号A一380，沈阳永新化工
公司产品；硫化剂双25，江苏强盛化工有限公司
产品。
1．2 试验配方
MVQ 100，气相法白炭黑4O，二苯基硅二
醇1O，硫化剂双25 0．8，纳米氧化铈变量。
1．3 主要仪器与设备
D8ADVANCE型x射线衍射(XRD)仪，德
国Bruker公司产品；NanoScope IIIA型原子力显
微镜(AFM)，美国VEECO公司产品；SDT2960
作者简介：彭亚岚(1970一)，女，江西丰城人，北京航空材料研
究院工程师，硕士，主要从事硅橡胶及橡胶制品的研究开发。
型差热一热重分析(DTA—TGA)仪，美国Thermal
Analysis公司产品；高温老化试验箱，重庆银河实
验仪器有限公司产品；T一2000E型电子拉力机，北
京友深电子仪器有限公司产品；XK一160型开炼
机，上海第一化工机械厂产品；YX一50型50 t压
力成型机，上海西玛伟力橡塑机械有限公司产品。
1．4 试样制备
(1)纳米氧化铈制备
将氯化铈溶于85~90℃的去离子水中，形成
黄色透明的氯化铈水溶液，其中氯化铈的质量分
数为0．2～O．25，再按氯化铈与碳酸钠摩尔比为
1：(1．3～1．5)的比例将碳酸钠溶液缓慢倒人氯
化铈溶液中，边倒人边搅拌，静置陈化30 min，得
乳白色松散沉淀物氢氧化铈。将产物倒人抽滤漏
斗中抽滤，并用去离子水清洗8次，最后用无水乙
醇清洗1次。
将清洗后的膏状物放人120～130℃ 的烘箱
中干燥2 h，然后在300℃下煅烧4 h，得到浅黄
色极为松散的纳米氧化铈粉末，密封包装后
待用。
(2)胶料制备
胶料在开炼机上混炼，按MVQ、白炭黑、二
苯基硅二醇、纳米氧化铈的工艺顺序加料，混炼均
匀后下片；然后进行热处理，条件为170℃ ×45
min；最后加入硫化剂，混炼均匀、薄通后下片。
混炼胶在压力成型机上进行一段硫化，硫化
条件为170℃ ×10 min；在烘箱中进行二段硫化，
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第9期 彭亚岚等．纳米氧化铈的制备及其对硅橡胶耐热性能的影响 541
硫化条件为200℃ ×4 h，鼓风。
1．5 测试分析
(1)XRD分析
采用XRD仪测定纳米氧化铈晶形结构，铜
钯，PSD快速扫描。
(2)AFM 分析
采用AFM 对纳米氧化铈扫描，进行形貌及
粒径分析，在接触模式下收集图像，并以小角度测
定粒径。
(3)DTA—TGA
采用DTA—TGA仪测定纳米氧化铈的DTA—
TGA曲线，试验条件为：空气气氛，温度范围20
～ 8OO℃ ，升温速率1O℃ ·rain_。。
(4)物理性能测试
硫化胶各项物理性能按相应国家标准测定。
2 结果与讨论
2．1 纳米氧化铈的特征分析
(1)XRD谱
纳米氧化铈的xRD谱如图1所示。从图1
可以看出，纳米氧化铈的衍射峰十分尖锐，与X
射线粉末衍射数据卡片(PDF卡)上氧化铈的衍
射峰一致，可见产物为单纯的氧化铈。
20／(。)
图1 纳米氧化铈的XRD谱
(2)AFM 照片
纳米氧化铈的AFM 照片如图2所示。从图
2可以清晰地看到，纳米氧化铈近似球形，分布均
匀，无明显团聚现象。经测定，纳米氧化铈粒径大
多在20～35 nm之间。
图2 纳米氧化铈的AFM 照片
(3)DTA—TGA曲线
在试验温度范围内，纳米氧化铈的DTA—
TGA 曲线如图3所示。从图3中TGA 曲线可
以看出，纳米氧化铈粉末几乎无质量损失；DTA
曲线也表明粉末无明显放热和吸热变化，性质相
当稳定。因此，纳米氧化铈可作为橡胶添加剂在
高温下使用。
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图3 纳米氧化铈的DTA_TGA 曲线
1一TGA曲线；2一DTA 曲线。
2．2 纳米氧化铈对MVQ耐热性能的影响
硅橡胶分子主链由硅原子和氧原子交替组
成，硅一氧键的键能为370 kJ·tool_。，比一般橡
胶的碳一碳键键能240 kJ·tool 大得多，因此其
热稳定性良好。随着高新技术的发展，人们对硅
橡胶耐热性能提出了更高的要求。将颗粒小到一
定程度的氧化铈作为耐热添加剂加入到硅橡胶
中，可防止硅橡胶侧链的氧化交联，提高侧基的热
氧化稳定性l4]。
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542 橡胶工业 2005年第52卷
本工作初步探讨了纳米氧化铈对MVQ耐热
空气老化性能的影响，结果如表1所示。
从表1可以看出，经250℃ X 72 h热空气老
化后，添加纳米氧化铈的MVQ硫化胶的综合物
表1 纳米氯化铈用量对MVQ硫化胶热空气老化性能的影响
理性能优于未添加纳米氧化铈的MVQ硫化胶，
且当纳米氧化铈用量为2和3份时，MVQ硫化
胶的耐热性能显著提高，邵尔A 型硬度上升8
度，拉断伸长率下降51 9／6；随着纳米氧化铈用量
进一步增大，MVQ硫化胶耐热性能的提高趋于
平稳。一般情况下，试验选取耐热效果最好且对
硫化胶综合性能影响最小的用量为合适用量。因
此，选取纳米氧化铈的用量为2份。
3 结论
(1)以氯化铈为主要原材料，采用化学沉淀法
制备纳米氧化铈，产物近似球形，粒径大多在2O
～ 35 nm 范围内，且分布均匀。
(2)纳米氧化铈作为MVQ添加剂，可明显提