國外對陶瓷化高分子材料的研究最早可追溯到20世紀30年,目前已研究過的可陶瓷化的聚合物有許多種,但最成功的還是陶瓷化矽橡膠。因為矽橡膠本身便擁有良好的熱穩定性,且燃燒時Si-O結構會轉變成連續、抗氧化、絕緣的網路狀二氧化矽灰燼覆蓋在表面,不僅能阻止進一步燒蝕,而這些二氧化矽粉末可以為後續的陶瓷化提供物質基礎。
熔融共混的方法制備的陶瓷化矽橡膠複合材料,明顯提升材料的拉伸效能、電氣特性和阻燃效能,並進一步提高複合材料的動態燃燒效能和燒結後的陶瓷體的成瓷效果,達到防火阻燃效果。
透過彈性和塑性形變兩個角度的測試,結果表明:氣相二氧化矽在矽橡膠基體中均勻分散,增大了填料網路結構的緊密性,分子鏈間的相互作用力增強,複合材料的彈性形變效能和拉伸強度上升;使得填料結構更加穩定,提高了複合材料的彈性模量和塑性形變效能。
從體積電阻率(單位立體體積的電阻)和擊穿場強測試(電介質擊穿時電場強度),結果表明:隨著氣相二氧化矽用量的增加,填料網路結構逐漸密實,限制了載流子(自由移動的帶有電荷的物質微粒)的遷移和自由電子的運動,提高了複合材料的電阻率和擊穿場強。
根據相關文獻對燃燒效能測試,結果表明,材料的阻燃效能隨著填料的增加而逐漸提高,當氣相二氧化矽的用量份數達到40份時,材料的氧指數最高,且試樣的熱釋放速率峰值和煙生成速率峰值降低,火災效能指數提高,火災危險性減少。陶瓷化矽膠線燃燒後表面形成一層較結實的膨脹炭層,可起到抑煙、隔熱和阻氧的作用,高溫燒結後可維持基本的形狀。