SiO2/CaCO3复合补强剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响

作者：尹力; 谈金祝; 王超; 董韵炜; 赵剑峰质子交换膜燃料电池复合补强剂垫片材料力学性能

摘要：补强剂对质子交换膜燃料电池(PEMFC)垫片材料的力学性能至关重要。选用甲基乙烯基硅橡胶生胶作基础胶,以气相法SiO 2和纳米CaCO 3作复合补强剂制备硅橡胶垫片材料。通过改变补强体系中m(SiO 2)∶m(CaCO 3),研究SiO 2/CaCO 3复合补强剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响。实验结果表明:在CaCO 3质量相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(SiO 2)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度升高,但压缩永久变形和压缩应力松弛随之增大;在m(SiO 2)相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(CaCO 3)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度降低,而压缩永久变形和压缩应力松弛随之减小。当m(SiO 2)∶m(CaCO 3)为30∶10时,垫片材料的拉伸强度达到4.93 MPa,压缩永久变形为5.3%(25℃、72 h),压缩应力松弛为7.4%(25℃、24 h),此时垫片材料的拉伸强度、硬度、压缩永久变形和应力松弛等综合力学性能相对较好。

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