لاستیک سیلیکونی (مانند-لاستیک سیلیکونی ولکانیزه شده با دمای بالا،-لاستیک سیلیکونی ولکانیزه شده در دمای اتاق و لاستیک مایع) به دلیل ویژگی‌های عالی، از جمله مقاومت در برابر آب و هوا، مقاومت در برابر آب و هوا، مقاومت در برابر حرارت بالا، مقاومت در برابر حرارت و الکتریسیته پایین، به طور گسترده در بسته‌بندی‌های الکترونیکی، آب بندی هواپیما، و ساخت خودرو استفاده می‌شود. با این حال، در دماهای 250 درجه و بالاتر، لاستیک سیلیکونی مستعد تخریب اکسیداتیو حرارتی است که منجر به شکستن زنجیره پلیمری و ریزش گروه آویز می شود. این امر با تبخیر شدن مولکول‌های کوچک و تخریب ساختارهای پیوند متقابل، منجر به کاهش وزن و کاهش خواص مکانیکی می‌شود و عمر مفید آن را در شرایط عملیاتی شدید محدود می‌کند. بهبود پایداری لاستیک سیلیکونی در دمای بالا به یک موضوع داغ در زمینه تحقیقات مواد تبدیل شده است.
نانو-دی‌اکسید تیتانیوم (TiO2) به دلیل پایداری حرارتی، بی‌اثر بودن شیمیایی و اثر نانو، این پتانسیل را دارد که به‌عنوان یک افزودنی کاربردی و پرکننده در لاستیک سیلیکونی عمل کند. در میان آنها، نانو{3}}دی اکسید تیتانیوم NT-50، تهیه شده به روش فاز بخار، به دلیل اندازه ذرات کوچک، پراکندگی خوب و فعالیت سطحی بالا، چشم انداز کاربرد گسترده ای در لاستیک سیلیکونی دارد.
تکنسین ها سه لاستیک سیلیکونی معمولی را انتخاب کردند:-درجه حرارت بالا، دمای اتاق{1}}و مایع. آنها نمونه های آزمایشی را با 1.5% NT-50 اضافه شده و نمونه های خالی بدون نانو-TiO2 تهیه کردند. تمام نمونه ها در دمای 250 درجه حرارت ذخیره شده و به صورت دوره ای توزین شدند. حفظ وزن محاسبه شد (وزن حفظ وزن=پس از ذخیره گرما / وزن اولیه × 100%)، و یک منحنی رسم حفظ وزن در مقابل روزهای ذخیره گرما ساخته شد.
در منحنی حفظ وزن لاستیک سیلیکونی بدون NT-50، لاستیک دمای اتاق پس از 7 روز بیش از 40 درصد کاهش وزن داشت و ترکیب لاستیک پودر شده بود، بنابراین آزمایش خاتمه یافت. با این حال، لاستیک با دمای بالا و لاستیک مایع پس از 21 روز 50 درصد کاهش وزن داشتند و ترکیب لاستیک پودر شده بود، بنابراین آزمایش خاتمه یافت.
در منحنی حفظ وزن برای لاستیک سیلیکونی حاوی 1.5% NT{10}}50، کاهش وزن دمای اتاق، دمای بالا و لاستیک‌های سیلیکونی مایع پس از 7 روز کمتر از 5% بود و حتی پس از 60 روز، از 15% تجاوز نکرد. حفظ وزن هر سه نوع لاستیک سیلیکونی در طول دوره 60 روزه بالای 85 درصد باقی ماند و نشان داد که افزودن NT-50 به طور موثری از تخریب اکسیداتیو حرارتی جلوگیری می کند و به طور قابل توجهی پایداری لاستیک سیلیکونی در دمای بالا را بهبود می بخشد.
NT{1}}50 پایداری لاستیک سیلیکونی در دمای بالا را به سه روش کلیدی بهبود می‌بخشد:
اثر مانع فیزیکی: ذرات نانو-TiO2 یک شبکه متراکم را در ماتریس لاستیکی سیلیکونی تشکیل می‌دهند که از یک طرف مانع از نفوذ رسانه‌های تهاجمی مانند اکسیژن و بخار آب می‌شود و واکنش‌های اکسیداسیون حرارتی را کاهش می‌دهد. از سوی دیگر، از تبخیر مولکول های کوچک تولید شده در اثر تجزیه حرارتی لاستیک سیلیکونی جلوگیری می کند و در نتیجه کاهش وزن را کاهش می دهد.
جذب رادیکال آزاد: به عنوان یک ماده نیمه رسانا، جفت الکترون سطحی نانو{0}}TiO2 رادیکال های آزاد تولید شده توسط تخریب حرارتی را جذب می کند، واکنش زنجیره ای رادیکال آزاد را خاتمه می دهد و اساساً از تخریب اکسیداتیو ماده جلوگیری می کند.
رسانایی حرارتی بهینه: رسانایی حرارتی بالای نانو-TiO2 یکنواختی توزیع حرارتی را در لاستیک سیلیکونی بهبود می‌بخشد، تخریب سریع ناشی از گرمای بیش از حد موضعی را کاهش می‌دهد، اتلاف گرما کارآمدتر را امکان‌پذیر می‌کند و روند کلی پیری حرارتی را کاهش می‌دهد.
نانو-دی اکسید تیتانیوم NT-50 به طور موثری از تخریب اکسیداتیو حرارتی لاستیک سیلیکونی در دماهای بالا جلوگیری می‌کند و راه حلی مناسب برای افزایش عمر مفید آن در محیط‌های شدید ارائه می‌کند. از منظر کاربرد صنعتی، لاستیک سیلیکونی حاوی NT-50 را می توان بیشتر در مناطقی که به مقاومت در برابر دمای بالا نیاز دارند، مانند آب بندی موتور هواپیما، بسته بندی باتری خودروهای انرژی جدید، و اتلاف گرما در تجهیزات الکترونیکی پیشرفته، گسترش داد. این به نقطه درد "استعداد{9}"پیری در دمای بالا" لاستیک سیلیکونی سنتی می‌پردازد، که به طور بالقوه سیستم پایداری حرارتی کارآمدتری ایجاد می‌کند و ارتقاء مواد لاستیکی سیلیکونی را به سمت ویژگی‌های{10}بالاتر، قابل اطمینان‌تر، و ماندگارتر ارتقا می‌دهد و از مواد کلیدی برای توسعه تولیدات پیشرفته پشتیبانی می‌کند.
