硅橡胶基础知识.docx

硅橡胶（Silicone Rubber）是一种分子键兼具无机和有机性质的高分子弹性材料，它的 分子主键由硅原子和氧原子交替组成（-Si-0-Si-）硅氧键的键能达370kJ/mol,比一般的橡胶 的碳-碳结合键能 240KJ/mol 要大得多，这是硅胶具有很高热稳定性的主要原因之一硅橡 胶具有最广的工作温度范围（-100〜350°C）,耐高低温性能优异，此外，还具有优良的热稳 定性、电绝缘性、耐候性、耐臭氧性、透气性、很高的透明度、撕裂强度，优良的散热性以 及优异的粘接性、流动性和脱模性，一些特殊的硅橡胶还具有优异的耐油、耐溶剂、耐辐射 及在超高低温下使用等特性硅橡胶用途：可用于模压高电压缘子和其他电子元件；用于生产电视机、计算机、复印 机等，还用作要求耐候性和耐久性的成型垫片、电子零件的封装材料、汽车电气零件的保护 材料可用于房屋的建筑与修复，高速公路接缝密封及水库、桥梁的嵌缝密封此外，还有 特殊用途的硅橡胶，如导电硅橡胶、医用硅橡胶、泡沫硅橡胶、制模硅橡胶、热收缩硅橡胶硅橡胶基础知识高温硫化硅橡胶高温硫化硅橡胶是高分子量（分子量一般为40〜80万）的聚有机硅氧烷（即生胶）加 入补强填料和其它各种添加剂，采用有机过氧化物为硫化剂，经加压成型（模压、挤压、压 延）或注射成型，并在高温下交链成橡皮。

这种橡胶一般简称为硅橡胶高温硫化硅橡胶的硫化一般分为两个阶段进行，第一阶段是将硅生胶、补强剂、添加剂、 硫化剂和结构控制剂进行混炼，然后将混炼料在金属模具中加压加热成型和硫化，其压力为 50公斤/cm2左右，温度为120〜130C，时间为10〜30分钟，第二阶段是将硅橡皮从模 具中取出后，放人烘箱内，于200〜250C下烘数小时至24小时，使橡皮进一步硫化，同时 使有机过氧化物分解挥发硅橡胶的补强填料是各种类型的白炭黑，它可使硫化胶的强度增加十倍加入各种添加 剂主要是降低胶的成本、改善胶料性能以及赋予硫化胶各种特殊性能如阻燃、导电等交链 剂是各种有机过氧化物，如过氧化苯甲酰， 2,4-二氯过氧化苯甲酰，二枯基过氧化物， 2,5- 二 甲基-2,5-二特丁基过氧已烷等结构控制剂是为了避免混炼胶料放置时间过长、产生"结构 化"使胶料变硬，难以加工熟化而加入的，可采用甲基羟基硅油或二苯基二羟基硅烷作为结 构控制剂硅橡胶主链上的侧基可以是甲基、乙基、乙烯基、苯基、三氟丙基等最常用的是甲基, 也可引人其它基团以改善加工性能和其它性能因此，根据侧基基团和胶料配方的不同，可 以得到各种不同用途的硅橡胶，一般可分为下面几种类型：通用型（含甲基和乙烯基）、高 温和低温型（含苯基、甲基和乙烯基）、低压缩永久变形（含甲基和乙烯基）、低收缩（去挥 发份）和耐溶剂（氟硅橡胶）等。

下面介绍几种重要类型的硅橡胶1．二甲基硅橡胶二甲基硅橡胶是投入商业化生产最早的一种硅橡胶，可在-60〜200C范围内保持良好的 弹性，耐老化性能好，有优异的电绝缘性能以及防潮、防震和生理惰性等特性二甲基硅橡胶主要用于织物涂覆，也可制成各种挤出及压延制品用于机电、航空、汽车 及医疗等行业但由于二甲基硅橡胶硫化活性低，用于制造厚制品时，硫化困难，内层易起 泡且高温压缩永久变形大，故目前已被甲基乙烯基硅橡胶所取代2．甲基乙烯基硅橡胶由于硅橡胶大分子结构中引入少量乙烯基可大大改善硅橡胶的硫化加工性能，因此在目 前应用的硅橡胶中，大多 含有乙烯基甲基乙烯基硅橡胶是最通用的一种硅橡胶，目前在国内外硅橡胶的生产中占主 导地位由于它在侧链上 引入部份不饱和的乙烯基，使它的加工性能和物理机械性能均优于二个基硅橡胶它除具有 二甲基硅橡胶一般特性外,还具有较宽的使用温度范围，可在一 60〜260°C范围内保持良好弹性，它比二甲基硅橡胶容 易硫化，具有较小的压缩永 久变形，较好的耐溶剂的膨胀性和耐高压蒸汽的稳定性以及优良的耐寒性等，而且又因为采 用活性较低的过氧化物进 行硫化，从而减少了硫化时产生气泡及橡胶稳定性差的弱点。

故一般用甲基乙烯基硅橡胶可 制做厚度较大的制品甲基乙烯基硅橡胶是硅橡胶中应用最广泛的品种，近年来不断涌现的各种高性能和特殊 用途的硅橡胶，大都是以 乙烯基硅橡胶为基础胶，例如高强度硅橡胶、低压缩永久变形硅橡胶、不需后硫化硅橡胶、 耐热导电硅橡胶和医用硅 橡胶等甲基乙烯基硅橡胶在航空工业上，广泛用作垫圈、密封材料及易碎、防震部件的保 护层；在电气工业中可作 电子元件等高级绝缘材料，耐高温电位器的动态密封圈，地下长途通信装备的密封圈；在医 学上，由于甲基乙烯基硅 橡胶对人体的生理反应小、无毒，故用作外科整形、人造心脏瓣膜、血管等3．甲基苯基乙烯基硅橡胶甲基苯基乙烯基硅橡胶是在甲基乙烯基硅橡胶的分子链中引入甲基苯基硅氧链节或二 苯基硅氧链节而得的产品在聚硅氧烷的侧基上引入苯基，由于破坏了二甲基硅氧烷结构的规整性，大大降低了聚 合物的结晶温度，扩大了 该聚合物材料的低温应用范围因此，甲基苯基乙烯基硅橡胶除了具有甲基乙烯基硅橡胶所 有的压缩永久变形小、使 用温度范围宽、抗氧化、耐候、防震、防潮和良好的电气绝缘性能外，还具有卓越的耐低温、 耐烧蚀和耐辐照等性能.这些性能随分子链中苯基含量的不同而有所变化， 一般来说，苯基含量（苯基与硅原子之 比）在 5〜 10％时称低苯基硅橡胶，它具有独特的耐寒性能，在-70〜-100C仍能保持橡胶的弹性，是所有橡胶中低温 性能最好的一种，加之它 兼有甲基乙烯基硅橡胶的优点且成本不高，因此大有取代甲基乙烯基硅橡胶趋势。

苯基含量 20〜40％时称中苯基硅橡 胶，它具有卓越的耐燃特性，一旦着火可以自熄苯基含量在40〜50％时称高苯基硅橡胶， 它具有优异的耐辐射性能,耐Y -射线为1x108伦琴一般说来，随着苯基含量的增加，硅橡胶分子链的刚性逐渐增大， 硅橡胶的耐低温性能逐 渐下降，但随着苯基含量的增加，提高了硫化胶的耐燃性和耐辐照性甲基苯基乙烯基硅橡胶是宇航工业、尖端技术和国民经济其它部门的重要材料之一，可 供制做各种模压和挤出制品用作航空工业的耐寒橡胶和用于耐烧蚀、耐热老化或耐辐射部位的密封圈、垫、管材和棒 材等4．氟硅橡胶氟硅橡胶是指Y-三氟丙基甲基聚硅氧烷氟硅橡胶具有优良的耐化学物质、耐溶剂和 耐润滑油性能,此种硅橡胶在非极性溶剂中的膨胀率小, 耐寒性及热稳定性好，抗着火性也好，故在飞机、火箭、导弹、 宇宙飞行、石油化工中 用作与燃料油和润滑油接触胶管、垫片、密封圈、燃料箱村里等，也可用于制造耐腐蚀的衣 服、手套以及涂料、粘合剂等5．腈硅橡胶由于聚合物分子侧链中含有B-腈乙基或Y-腈丙基强极性基团，大大增加了分子链间 作用力，提高了耐油、耐 溶剂性能同时，由于引入一定量的腈烷基，破坏了聚合物结构的规整性，也大大改善了耐 寒性。

腈烷基的类型及其含量，对性能影响很大，如含有7.5克分子％Y-腈丙基的硅橡胶，低温性能与低苯基硅橡 胶相似（其玻璃化温度为-114.5°C）,耐油性比苯基硅橡胶好随Y -腈丙基含量增加至33〜50克分子％，耐寒性降低， 耐油性改善用B-腈乙基代替Y -腈丙基能提咼腈硅橡胶的耐热性，可耐250 C热空气老化腈硅橡胶的主要优点是耐油和耐浴剂的性能优异，可在-60〜180 C的范围内保持弹性， 因此，可做成耐油橡胶制品用于航空工业、汽车工业和石油工业上；也可作为咼性能飞行器的环境密封剂及油箱密封 剂，在-54 C至200 C以上能保持密封腈硅橡胶可用普通设备进行加工6．苯撑硅橡胶 苯撑硅橡胶的主要特点是具有优良的耐辐射性能，其耐辐射性能为通用的甲基乙烯基硅 橡胶的 10〜15 倍，为咼苯基硅橡胶的5 〜 10倍，因此，可用于宇航工业、原子能工业和核反应堆等作为耐咼能辐射的 电缆、护套、垫圈以及热收缩管等7．乙基硅橡胶 在聚硅氧烷侧链上引入乙基制得的二乙基硅橡胶，其突出的性能是耐寒性特别好，耐寒 性优于二甲基硅橡胶和一 般的甲基乙烯基硅橡胶乙基含量越咼，耐寒性越好但乙基的反应活性比甲基大，因此， 随乙基含量越大，耐热性随之下降。

作为低温使用的乙基硅橡胶，以在聚合物中含有二乙基硅氧链节为8克分子％为 宜乙基硅橡胶的使用温度一般为-70〜200C8．硅氮橡胶硅氮橡胶的主要优点是具有卓越的热稳定性，在430〜480C不分解，有的甚至能耐500C 以上的咼温硅氮橡胶的突出弱点是水解稳定性差，曾一度被认为没有发展前途后来发现主链中引入环二硅氮烷 的聚合物具有很好的热稳定性用硅芳撑改性的含环二硅氮烷的弹性体，在空气中加热到425°C不失重，570°C时失重仅为 10％，且具有较好的水解稳定性硅橡胶硅橡胶基本信息名称：硅橡胶英文名称：Silicon dioxide , Silicone rubber英文别名： Silica gel; Silica分子式： mSiO2 ．nH2O分子量： 60.08CAS 登录号： CAS# 112926-00-8EINECS 登录号： 231-545-4密度： 2.6词语解释: 透明或乳白色粒状固体具有开放的多孔结构,吸附性强,能吸附多种物质 如：吸收水分,吸湿量约达 40%如加入氯化钴,干燥时呈蓝色,吸水后呈红色可再生反复使 用在众多的合成橡胶中，硅橡胶是在其中的佼佼者它具有无味无毒，不怕高温和抵御严 寒的特点，在摄氏三百度和零下九十度时“泰然自若”、“面不改色”，仍不失原有的强度和 弹性。

硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性 等由于具有了这些优异的性能，使得硅橡胶在现代医学中广泛发挥了重要作用近年来， 由医院、科研单位和工厂共同协作，试制成功了多种硅橡胶医疗用品硅橡胶防噪音耳塞：佩戴舒适，能很好的阻隔噪音，保护耳膜硅橡胶胎头吸引器：操作简便，使用安全，可根据胎儿头部大小变形，吸引时胎儿头皮 不会被吸起，可避免头皮血肿和颅内损伤等弊病，能大大减轻难产孕妇分娩时的痛苦硅橡胶人造血管：具有特殊的生理机能，能做到与人体“亲密无间”，人的机体也不排 斥它，经过一定时间，就会与人体组织完全事例起来稳定性极为良好硅橡胶鼓膜修补片：其片薄而柔软，光洁度和韧性都良好是修补耳膜的理想材料，且 操作简便，效果颇佳此外还有硅橡胶人造气管、人造肺、人造骨、硅橡胶十二指肠管等，功效都十分理想 随着现代科学技术的进步和发展，硅橡胶在医学上将有更广阔的发展前景硅橡胶基本概述硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出 的性能是使用温度宽广，能在-60 C（或更低的温度）至+250 C（或更高的温度）下长期使 用但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多 数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳，故硅橡胶不宜 用于普通条件的场合，但非常适用于许多特定的场合。

值得一提的是，在生物医学工程中，高分子材料具有十分重要的作用，而硅橡胶则是医 用高分子材料中特别重要的一类，它具有优异的生理惰性，无毒、无味、无腐蚀、抗凝血、 与机体的相容性好，能经受苛刻的消毒条件根据需要可加工成管材、片材、薄膜及异形构 件，可用做医疗器械、人工脏器等现今国内外都有专门的医用级硅橡胶硅橡胶主要品种硅橡胶按其硫化特性可分为热硫化型硅橡胶和室温硫化型硅橡胶两类按性能和用途的 不同可分为通用型、超耐低温型、超耐高温型、高强力型、耐油型、医用型等等按所用单 体的不同，可分为甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅，腈硅橡胶等1、二甲基硅橡胶（简称甲基硅橡胶）：制备高分子量的线型二甲基聚硅氧烷橡胶，必须要有高纯度的原料，为保证原料的纯度， 工业上。