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硅橡膠基礎(chǔ)知識 Silicone rubber 

 

   一、概述

 

    硅橡膠Silicone rubber是一種分子鏈兼具有無機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性材料。

 

    它的分子鏈由硅原子和氧原子交替組成（－SI－O－SI－），硅氧鍵鍵能比一般橡膠的碳－碳鍵結(jié)合鍵能要大得多，這是硅橡膠具有很高熱穩(wěn)定性的主要原因之一。它的分子側(cè)鏈?zhǔn)桥c硅原子相連接的碳?xì)浠蛉〈奶細(xì)溆袡C(jī)基團(tuán)，早期，這種基團(tuán)是甲基，后來，為了提高生膠的硫化活性及其它的改性，逐漸發(fā)展了要側(cè)鏈上引入極少量的不飽和乙烯基（一般不超過0。5MOL％）或其它有機(jī)取代基團(tuán)。這種低不飽和的分子結(jié)構(gòu)使硅橡膠具有優(yōu)良的耐熱老化和耐候老化性，對紫外線和臭氧的作用十分穩(wěn)定。

 

    二、分類及發(fā)展

 

    1、按硫化機(jī)理硅橡膠可分為三大類

 

    A、有機(jī)過氧化物引發(fā)自由基交聯(lián)型 （熱硫化型）B。縮聚反應(yīng)型（室溫硫化型）

 

    C、加成反應(yīng)型

 

    2．近年來，國內(nèi)外研發(fā)的幾種典硅橡膠品種A．硅氮橡膠具有很的熱穩(wěn)定性，在430～480℃不分解，有的耐500℃以 上的高溫，其硫化膠可在350℃下使用幾十個(gè)小時(shí)。

 

    B．聚二甲基硅氧烷－聚碳酯嵌段共聚物

 

    具有透明性高、耐熱、耐紫外線等性能

 

    C．聚二甲基硅氧烷－聚氨酯嵌段共聚物

 

    具有抗凝血性優(yōu)良的表面特性各特殊的機(jī)械強(qiáng)度。

 

    2、鑒于硅橡膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度偏低，耐酸堿性差，制造復(fù)雜產(chǎn)品時(shí)加工工藝性能差等缺點(diǎn)，近年來，進(jìn)行了大量改性工作。歸納有以下幾種。

 

    ①對硅橡膠分子結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，開展有機(jī)硅與其它單體或聚合物的共聚，以獲得新性能的共聚物，例如有機(jī)硅和聚硅酸酯的嵌段共聚物，作為選擇氣膜，有機(jī)硅和EP橡膠共混物（曰本信越SEP），其特性介于硅橡膠乙丙橡膠之間。

 

    ②提高使用性能：隨著生膠性能的改進(jìn)和配合技術(shù)的發(fā)展，研制成高強(qiáng)度、高撕裂、低壓縮變形等性能良好以及耐高溫、耐超低溫、阻燃、導(dǎo)熱、，熱吸縮性硅橡膠等各種專用性強(qiáng)的新品種。

 

    ③改善加工性能、研制了不需二段硫化硅橡膠、顆粒硅橡膠（又稱粉末橡膠）以及基于含乙烯基聚硅氧烷和含氧硅氧烷之間的催化加成反應(yīng)，發(fā)展了硅橡膠液體注射成型系統(tǒng)。

 

    三、性能

 

    （一）卓越的耐高、低溫性

 

    硅橡膠具有最寬廣的工作溫度范圍（－100～350℃）但必須指出的是，硅橡膠耐高溫溫密閉老化性能很差，即在隔絕空氣，特別是有水同時(shí)存在時(shí)，會引起硅橡機(jī)械強(qiáng)度的迅速下降，甚至裂解成低分子物。這一缺點(diǎn)可以通過添加特殊耐熱穩(wěn)定劑——鈰的化合物。

 

    （二）優(yōu)異的耐臭氧老化，耐氧老化，耐候老化性能       硅橡膠膠硫化膠在自由狀態(tài)下置于室外曝曬數(shù)年后，性能無顯著變化。

 

    （三）優(yōu)良的電絕緣性能

 

    燃燒后生成的二氧化硅仍為絕緣體，它的耐電暈性和耐電弧性極為良好。

 

    （四）特殊的表面性能和生理惰性：

 

    硅橡膠的表面能比大多數(shù)有機(jī)材料低，因此，它具有低吸濕性，長期浸于水中其吸水率僅１％，物理機(jī)械性能不下降，防霉性能良好，此外，它對材料不粘，可起隔離作用。硅橡膠無味，無毒，對人體無不良影響。

 

    （五）高透氣性

 

    室溫下對N2，O2和空氣的透過量比NR高30～40倍，它還具有對氣體滲透的選擇性能，對Ｏ2的透過性是N2 1倍。

 

    （六）特種硅橡膠的耐油，耐輻射，耐燃燒性能。

 

    （1）耐油性：對脂肪族，芳香族和氯化烴類溶劑，石油基的各種燃料油，潤滑油，液壓油等在常溫和高溫下穩(wěn)定性很好，對乙醇，丙酮等有很好抗耐性。

 

    （2）阻燃性

 

    使用阻燃劑可制得。

 

    （3）耐輻射

 

    四、硫化型硅橡膠

 

    分子量40～60萬的硅橡膠，采用過氧化物作硫化劑硅橡膠的基本物性

 

    中文俗稱：硅橡膠

 

    英文全稱：Silicone rubber

 

    性能：硅橡膠由硅、氧原子形成主鏈，側(cè)鏈為含碳基團(tuán)，用量最大的是側(cè)鏈為乙烯基的硅橡膠。既耐熱，又耐寒，使用溫度在－100～300℃之間，它具有優(yōu)異的耐氣候性和耐臭氧性以及良好的絕緣性。缺點(diǎn)是強(qiáng)度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。 用途：耐高溫絕緣密封、醫(yī)用材料、高壓電纜、粘合劑、精密模具、隔離膠。硅橡膠主要用于航空工業(yè)、電氣工業(yè)、食品工業(yè)及醫(yī)療工業(yè)等方面。 硅橡膠的應(yīng)用簡介硅橡膠是含有硅氧鍵（Si－O）的線型高分子彈性體，因而具有很高的熱穩(wěn)定性。并具有優(yōu)異的耐臭氧老化、氧老化、光老化和天候老化的性能，同時(shí)具有優(yōu)良的電絕緣性能、防霉性能和高透氣性能，可以制作很多模型制品，如各種O型圈、墊片、皮碗、油封、活門、減震器及膜片等。由于硅橡膠具有生理惰性、無毒，與其他材料無粘著能力，并能經(jīng)受多次蒸煮消毒的特點(diǎn)，廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生和食品工業(yè)方面，如人造心臟瓣膜、人造喉、人造血管、奶嘴和藥瓶塞等。作為各種電子管或電氣元件的涂層、密封，具有防潮、避塵、防震以及改進(jìn)電性能的效果。