硅橡膠的特點(diǎn)及其應(yīng)用

硅橡膠（英文名稱：Silicone rubber），分熱硫化型（高溫硫化硅膠HTV）、室溫硫化型（RTV），其中室溫硫化型又分縮聚反應(yīng)型和加成反應(yīng)型。高溫硅橡膠主要用于制造各種硅橡膠制品，而室溫硅橡膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。熱硫化型用量zui大，熱硫化型又分甲基硅橡膠（MQ）、甲基乙烯基硅橡膠（VMQ，用量及產(chǎn)品牌號zui多）、甲基乙烯基苯基硅橡膠PVMQ（耐低溫、耐輻射），其他還有睛硅橡膠、氟硅橡膠等。
醫(yī)療領(lǐng)域
概述
　　在眾多的合成橡膠中，硅橡膠是在其中的*。它具有無味無毒，不怕高溫和抵御嚴(yán)寒的特點(diǎn)，在三百攝氏度和零下九十?dāng)z氏度時(shí)“泰然自若”、“面不改色”，仍不失原有的強(qiáng)度和彈性。硅橡膠還有良好的電絕緣性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化學(xué)穩(wěn)定性等。由于具有了這些優(yōu)異的性能，使得硅橡膠在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中廣泛發(fā)揮了重要作用。近年來，由醫(yī)院、科研單位和工廠共同協(xié)作，試制成功了多種硅橡膠醫(yī)療用品。 
醫(yī)療用品
　　硅橡膠防噪音耳塞：佩戴舒適，能很好的阻隔噪音，保護(hù)耳膜。 
　　硅橡膠*：操作簡便，使用安全，可根據(jù)胎兒頭部大小變形，吸引時(shí)胎兒頭皮不會被吸起，可避免頭皮血腫和顱內(nèi)損傷等弊病，能大大減輕難產(chǎn)孕婦分娩時(shí)的痛苦。 
　　硅橡膠人造血管：具有特殊的生理機(jī)能，能做到與人體“親密無間”，人的機(jī)體也不排斥它，經(jīng)過一定時(shí)間，就會與人體組織*事例起來穩(wěn)定性極為良好。 
　　硅橡膠鼓膜修補(bǔ)片：其片薄而柔軟，光潔度和韌性都良好。是修補(bǔ)耳膜的理想材料，且操作簡便，效果頗佳。 
　　此外還有硅橡膠人造氣管、人造肺、人造骨、硅橡膠*等，功效都十分理想。 
工業(yè)領(lǐng)域
概述
　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，硅橡膠在醫(yī)學(xué)上將有更廣闊的發(fā)展前景。氣相二氧化硅（俗稱氣相白碳黑）產(chǎn)品為人工合成物無定形白色流動性粉末，具有各種比表面積和容積嚴(yán)格的粒度分布。本產(chǎn)品是一種白色、松散、無定形、無毒、無味、無嗅，無污染的非金屬氧化物。其原生粒徑介于7～80nm之間，比表面積一般大于100m2／g。由于其納米效應(yīng)，在材料中表現(xiàn)出的補(bǔ)強(qiáng)、增稠、觸變、絕緣、消光、防流掛等性質(zhì)，因而廣泛的應(yīng)用于橡膠、塑料、涂料、膠粘劑、密封膠等高分子工業(yè)領(lǐng)域。 
XZ-G01二氧化硅產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)
　　含量：99.99 % 水分≤0.01 
XZ-G01二氧化硅用途
　　1、涂料及飽和樹脂的增稠劑和觸變劑 
　　2、平光劑：家具漆有向亞光方向發(fā)展的趨勢，列淪清漆或色漆均可使用超細(xì)二氧化硅凝膠產(chǎn)品作為平光劑，另外卷材涂層、PVC、塑料壁紙、雨衣帳篷等平光劑亦可使用此類產(chǎn)品。 
　　3、聚乙烯、聚苯烯、無毒聚氯乙稀薄膜抗阻塞劑/開口 
XZ-G01二氧化硅在高分子工業(yè)中的應(yīng)用
　　1 在橡膠中的應(yīng)用：補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠，效果的是氣相二氧化硅。當(dāng)添加氣相二氧化硅之后 其強(qiáng)度zui高可提高40倍，屈服點(diǎn)模量可提高1O倍左右，伸長率、蠕變性能也能得到十分顯著的改善。 
　　2 在密封膠和膠粘劑中的應(yīng)用：可用作增稠劑和觸變劑，可以增加粘結(jié)強(qiáng)度，保證自由流動，具有防止結(jié)塊及在固化期間的流掛、塌散、凹陷，保持透明度，補(bǔ)強(qiáng)，抗剪切等作用。 
　　3 在塑料中的應(yīng)用：可提高塑料制品的致密性、光潔度和耐磨性能。若通過適當(dāng)?shù)谋砻娓男裕瑒t可以達(dá)到對塑料同時(shí)增強(qiáng)增韌的目的。將氣相法白炭黑添加到聚乙烯中，通過特殊的方法，可使二氧化硅在基體中分散均勻，制得高耐磨。 
　　4 在觸變性聚酯和膠衣樹脂中的應(yīng)用：使制品厚度更加均勻、收縮小，更加符合設(shè)計(jì)的要求； 
　　5 在原子灰中的應(yīng)用：具有很好的防沉效果和的觸變性。 
　　6 在涂料中的應(yīng)用：提供防結(jié)塊、防流掛、乳化性、消光性、懸浮、增稠和觸變等功能。 
硅橡膠介紹
　　硅橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、耐寒性、介電性、耐臭氧和耐大氣老化等性能，硅橡膠突出的性能是使用溫度寬廣，能在-60℃（或更低的溫度）至+250℃（或更高的溫度）下*使用。但硅橡膠的抗張強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度等機(jī)械性能較差，在常溫下其物理機(jī)械性能不及大多數(shù)合成橡膠，且除腈硅、氟硅橡膠外，一般的硅橡膠耐油、耐溶劑性能欠佳，故硅橡膠不宜用于普通條件的場合，但非常適用于許多特定的場合。 
　　值得一提的是，在生物醫(yī)學(xué)工程中，高分子材料具有十分重要的作用，而硅橡膠則是醫(yī)用高分子材料中特別重要的一類，它具有優(yōu)異的生理惰性，無毒、無味、無腐蝕、抗凝血、與機(jī)體的相容性好，能經(jīng)受苛刻的消毒條件。根據(jù)需要可加工成管材、片材、薄膜及異形構(gòu)件，可用做醫(yī)療器械、人工臟器等。現(xiàn)今國內(nèi)外都有專門的醫(yī)用級硅橡膠。 
硅橡膠主要品種
概述
　　硅橡膠主要分為室溫硫化硅橡膠,高溫硫化硅橡膠。因此，室溫硫化硅橡膠按成分、硫化機(jī)理和使用工藝不同可分為三大類型，即單組分室溫硫化硅橡膠、雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠和雙組分加成型室溫硫化硅橡膠。這三種系列的室溫硫化硅橡膠各有其特點(diǎn)：單組分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)是使用方便，但深部固化速度較困難；雙組分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)是固化時(shí)不放熱,收縮率很小，不膨脹，無內(nèi)應(yīng)力，固化可在內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行，可以深部硫化；加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時(shí)間主要決定于溫度。 
　　硅橡膠按其硫化特性可分為熱硫化型硅橡膠和室溫硫化型硅橡膠兩類。按性能和用途的不同可分為通用型、超耐低溫型、超耐高溫型、高強(qiáng)力型、耐油型、醫(yī)用型等等。按所用單體的不同，可分為甲基乙烯基硅橡膠，甲基苯基乙烯基硅橡膠、氟硅，腈硅橡膠等。 
1、二甲基硅橡膠
　　（簡稱甲基硅橡膠）： 
　　制備高分子量的線型二甲基聚硅氧烷橡膠，必須要有高純度的原料，為保證原料的純度，工業(yè)上通常是先將經(jīng)過精鎦提純，含量為99.5％以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介質(zhì)中，在酸催化下進(jìn)行水解縮合，并分離出雙官能度的硅氧烷四聚體即八甲基環(huán)四硅氧烷，然后再使四環(huán)體在催化劑作用下，形成高分子線型二甲基聚硅氧烷。 
　　二甲基硅橡膠生膠為無色透明的彈性體，通常用活性較高的有機(jī)過氧化物進(jìn)行硫化。硫化膠可 
　　在-60~+250℃范圍內(nèi)使用，二甲基硅橡膠的硫化活性低，高溫壓縮*變形大，不宜于制厚制品，厚制品硫化比較困難，內(nèi)層亦易起泡。由于含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡膠性能較之為優(yōu)，故二甲基硅橡膠已逐漸被甲基乙烯基硅橡膠所取代。現(xiàn)今生產(chǎn)和應(yīng)用的其它類型的硅橡膠，它們除含有二甲基硅氧烷結(jié)構(gòu)單元外，還含有或多或少的其它雙官能硅氧烷的結(jié)構(gòu)單元，但其制備方法與二甲基硅橡膠的制法沒有本質(zhì)的區(qū)別，其制備方法一般為在有利于環(huán)體形成的條件下，使所需的某種雙官能度的硅單體進(jìn)行水解縮合，然后按其所需比例加入八甲基環(huán)四硅氧烷，再在催化劑作用下共同反應(yīng)而制得。 
2、甲基乙烯基硅橡膠
　　（簡稱乙烯基硅橡膠）： 
　　    
硅橡膠
此種橡膠由于含有少量的乙烯基側(cè)鏈，故比甲基硅橡膠容易硫化，使之有更多種類的過氧化物可供硫化使用，并可大大減少過氧化物的用量。采用含少量乙烯基的硅橡膠與二甲基硅橡膠相較，可使抗壓縮*變形性能獲得顯著的改進(jìn)，低的壓縮變形反映了它作為密封件在高溫下具有較佳的支撐性，這乃是O型圈和墊圈等所必須具備的要求之一。甲基乙烯基硅橡膠工藝性能較好，操作方便，可制成厚制品且壓出、壓延半成品表面光滑，是目前較常用的一種硅橡膠。 
3、甲基苯基乙烯基硅橡膠
　　（簡稱苯基硅橡膠）： 
　　此種橡膠是在乙烯基硅橡膠的分子鏈中，引入二苯基硅氧鏈節(jié)或甲基苯基硅氧鏈節(jié)而得。 
　　根據(jù)硅橡膠中苯基含量（苯基：硅原子）的不同，可將其分為低苯基、中苯基及高苯基硅橡膠。當(dāng)橡膠發(fā)生結(jié)晶或接近于玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)或者這兩種情況重疊，均會導(dǎo)致橡膠呈現(xiàn)僵硬狀態(tài)。引入適量的大體積的基團(tuán)使聚合物鏈的規(guī)整性受到破壞，則可降低聚合物的結(jié)晶溫度，同時(shí)由于大體積基團(tuán)的引入改變了聚合物分子間的作用力，故也可以改變玻璃化溫度。低苯基硅橡膠（C6H5/Si=6~11％）即由于上述原因具有優(yōu)良的耐低溫性能，且與所用苯基單體類型無關(guān)。硫化膠的脆性溫度為-120℃，是現(xiàn)今低溫性能的橡膠。低苯基硅橡膠兼有乙烯基硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)，而且成本也不很高，因此有取代乙烯基硅橡膠的趨勢。在大大提高苯基含量時(shí)則會使分子鏈的剛性增大，從而導(dǎo)致耐寒性和彈性的降低，但耐燒蝕和耐輻射性能將有所提高，苯基含量達(dá)C6H5/Si=20~34％為中苯基硅橡膠具有耐燒蝕的特點(diǎn)，高苯基硅橡膠（C6H5/Si=35~50％）則具有優(yōu)異的耐輻射性能。 
4、氟硅、腈硅橡膠
　　氟硅橡膠是側(cè)鏈引入氟代烷基的一類硅橡膠。常用的氟硅橡膠為含有甲基、三氟丙基和乙烯基的氟硅橡膠。 
　　氟硅膠具有良好的耐熱性及優(yōu)良的耐油、耐溶劑性能，如對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓油以及某些合成油在常溫和高溫下的穩(wěn)定性均較好，這些是單純的硅橡膠所不及的。氟硅橡膠具有較好的低溫性能，對于單純的氟橡膠而言，是一種很大的改進(jìn)。含三氟丙基的氟硅橡膠保持彈性的溫度范圍一般為-50℃~+200℃，耐高低溫性能較乙烯基硅橡膠差，且在加熱到300℃以上時(shí)將會產(chǎn)生有毒氣體。在電絕緣性能方面較乙烯基硅橡膠差得多。在氟硅橡膠的膠料中加入適量的低粘度羥基氟硅油，膠料熱處理，再加入少量乙烯基硅橡膠，可使工藝性能顯著改善，有利于解決膠料粘輥和存放結(jié)構(gòu)化嚴(yán)重等問題，能延長膠料的有效使用期。在上述氟硅橡膠中引入甲基苯基硅氧鏈節(jié)時(shí)，會有助于耐低溫性能的改善，且加工性能良好。 
　　腈硅橡膠是側(cè)鏈引入腈烷基（一般為β—腈乙基或γ—腈丙基）的一類硅橡膠。極性腈基的引入改善了硅橡膠的耐油、耐用溶劑性能，但其耐熱性、電絕緣性及加工性則有所降低。 
　　腈烷基的類型和含量對腈硅橡膠的性能有較大的影響，如含7.5%克分子γ—腈丙基的硅橡膠，其耐寒性能與低苯基硅橡膠相似，耐油性能 較低苯基硅橡膠為好，當(dāng)γ—腈丙基含量增至33~50%克分子時(shí)，則耐寒性顯著降低，耐油性能提高，耐熱為200℃。如用β—腈乙基代替γ—腈丙基時(shí)則能使腈硅橡膠的耐熱性進(jìn)一步提高。 
5、苯撐和苯醚撐硅橡膠
　　苯撐硅橡膠是在聚硅氧烷主鏈上引入苯撐基的一類硅橡膠。 
　　由于苯撐基的引入，因而使硅橡膠的耐輻射性能大大提高，同時(shí)因芳環(huán)的存在使分子鏈的剛性增大，柔順性降低，玻璃化溫度提高，耐寒性能下降，而抗張強(qiáng)度則有所增高。苯撐硅橡膠具有優(yōu)良的耐高溫、抗輻射性能，耐高溫可達(dá)250~300℃，且有良好的介電性能和防潮防霉耐水蒸氣等特性。在苯撐硅橡膠的生膠組成中，當(dāng)苯撐含量為60%、苯基含量30%、甲基含量10%（乙烯基含量0.6%）時(shí)是適宜的，在這種情況下，硫化膠具有良好的綜合性能。 
　　苯撐硅橡膠的缺點(diǎn)是低溫性能不佳，脆性溫度為-25℃，影響了它在某些方面的應(yīng)用，苯醚撐硅橡膠的低溫性能則遠(yuǎn)較苯撐硅橡膠為好，脆性溫度為-64~70℃。 
　　苯醚撐硅橡膠是分子主鏈引入苯醚撐和苯撐基團(tuán)的聚硅氧烷。 
　　苯醚撐硅橡膠具有良好的力學(xué)性能，一般抗張強(qiáng)度可達(dá)150~180公斤/平方厘米（即14.7~17.7Mpa遠(yuǎn)高于乙烯基硅橡膠強(qiáng)度，同時(shí)具有優(yōu)良的耐輻射性能并優(yōu)于苯撐硅橡膠。它可耐長時(shí)間250℃熱空氣老化，老化后仍具有較高的強(qiáng)度。苯醚撐硅橡膠的低溫性能雖然比乙烯基硅橡膠差，但卻遠(yuǎn)優(yōu)于苯撐硅橡膠。其介電性能與乙烯基硅橡膠接近，但苯醚撐硅橡膠的耐油差，既不耐非極性的石油基油，也不耐極性的合成油（如4109雙酯類合成潤滑油、磷酸酯液壓油的性能。總之，苯醚撐硅橡膠與乙烯基硅橡膠相較具有較高的強(qiáng)度和抗輻射性能，相似的耐高溫性能和介電性能，較差的低溫性能、耐油性能和彈性。苯醚撐硅橡膠具有良好的加工工藝性能可用于制造特殊要求的模型制品和壓出制品。 
6、室溫硫化硅橡膠
　　室溫硫化型硅橡膠（簡稱RTV）是指不需加熱在室溫下即可硫化的一類硅橡膠。室溫硫化硅橡膠是一種端基含有羥基（或乙酰氧基）的硅橡膠，分子量較低，通常 為粘稠狀的流體。這類橡膠中加入適量補(bǔ)強(qiáng)填充劑、硫化劑和催化劑（或受空氣中的水分作用）后即可在室溫下硫化而成彈性體。硫化*之后在耐熱性、耐寒性、介電性能等方面都很好，唯其機(jī)械強(qiáng)度較低些，可用于澆鑄和涂敷膠料。室溫硫化硅橡膠 可分為單組份型和雙組份型兩種。 
　　雙組份型室溫硫化硅橡膠是由含端羥基的硅橡膠和補(bǔ)強(qiáng)填充劑、硫化劑等配合而成，使用時(shí)再添加催化劑。常用的硫化劑為有機(jī)錫鹽，如二月桂酸二丁基錫，用量一般為0.5~5份或采用辛酸亞錫，它比二月桂酸二丁基錫的催化能力強(qiáng)。硫化時(shí)即在催化劑的作用下，使含端羥基的硅橡膠與硫化劑之間發(fā)生脫醇縮合反應(yīng)而形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。改變硫化劑和催化劑的用量，即可調(diào)節(jié)硫化速度，一般用量大時(shí)，硫化速度快，反之則慢。在硫化過程中，生成的醇類物質(zhì)逐漸從硫化膠中擴(kuò)散逸出。 
　　單組份型室溫硫化硅橡膠，是由端基含有乙酰氧基的硅橡膠與補(bǔ)強(qiáng)填充劑以及其它助劑配合而成，使用時(shí)不需添加催化劑，從密封包裝中取出后與空氣中的水分作用即可硫化成為彈性體。此種硅橡膠對金屬、玻璃和塑料等都有很好的粘合力，其缺點(diǎn)是硫化過程中伴有醋酸生成，雖能從硫化膠中擴(kuò)散逸出，但對接觸物體，特別是對金屬有腐蝕作用。單組份型作用方便，特別適用于密封、嵌縫等用途。 
7、液體硅橡膠
　　根據(jù)分子結(jié)構(gòu)中所含官能團(tuán)（即交聯(lián)點(diǎn)）位置，常把帶有官能團(tuán)的液體橡膠分成兩大類：一類是官能團(tuán)處于分子結(jié)構(gòu)兩端的稱之為遙爪型液體橡膠；另一類是活性官能團(tuán)在主鏈中呈無規(guī)分布，即所謂在分子結(jié)構(gòu)內(nèi)帶官能團(tuán)者，稱為非遙爪型液體橡膠。當(dāng)然，也有既帶中間官能團(tuán)又帶有端基官團(tuán)的，目前重點(diǎn)是對遙爪型液體橡膠進(jìn)行研究。對于液體橡膠，應(yīng)根據(jù)其所含的活性官能基來選擇帶有適當(dāng)官能團(tuán)的鏈增長劑或交聯(lián)劑。 
　　液體硅橡膠可用于涂敷、浸漬及灌注。例如粘度為0.07~50帕·秒/25℃的羥基封端聚二甲基硅氧烷，用甲基乙烯基雙吡咯烷酮硅烷為鏈增長劑，用有機(jī)過氧化物，如過氧化二苯甲酰、25—二甲基地5—二叔丁基過氧己烷為硫化劑，此種膠料流動性好、粘度低，在其硫化過程中同時(shí)發(fā)生鏈子增長反應(yīng)，故可獲得高分子量的彈性體，具有良好的物理機(jī)械性能。 
　　鏈增長劑甲基乙烯基雙吡咯烷酮硅烷，可由吡咯烷酮與甲基乙烯基二氯硅烷在三乙胺存在下反應(yīng)而得，產(chǎn)物容易水解，故需存放在干燥密閉的容器中，這種化合物的吡咯烷酮基在室溫下可與聚二甲基硅氧烷內(nèi)的端羥基緩慢反應(yīng)，其反應(yīng)速度隨溫度升高而加快。 
　　從理論上講，此反應(yīng)可連續(xù)進(jìn)行，直至獲得無限大的分子量。甲基乙烯基吡咯烷酮硅烷中的乙烯基還可作為硫化反應(yīng)的活化點(diǎn)，能促使聚二甲基硅氧烷交聯(lián)，生成高分子量的彈性體。 
　　由于吡咯烷酮基與羥基在室溫下反應(yīng)十分緩慢，故加入各組分經(jīng)混合后的膠料具有較長的適用期，在1小時(shí)內(nèi)膠料的粘度基本不變，但仍保持良好的流動性，可注入微小的孔隙中。混合后的膠料在150℃下加熱10分鐘即可硫化成彈性體。 
硅橡膠特點(diǎn)及其應(yīng)用
　　有機(jī)硅橡膠是由線性聚硅氧烷混入補(bǔ)強(qiáng)填料，在加熱加壓條件下硫化生成的特殊合成彈性體。它地平衡了機(jī)械性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，因而能滿足今天許多苛刻的應(yīng)用場合要求。 
　　硅橡膠在下面的領(lǐng)域表現(xiàn)： 
　　高低溫穩(wěn)定性 
　　惰性（無味無臭） 
　　透明，易于上色 
　　硬度范圍寬，10-80邵爾硬度 
　　耐化學(xué)品 
　　耐候 
　　密封性能 
　　電氣性質(zhì) 
　　耐壓縮變形 
　　除了上述性能，和常規(guī)有機(jī)彈性體相比，硅橡膠還特別容易加工制造。硅橡膠容易流動，因而可以在能耗較低的情況下模壓、壓延、擠出。容易加工也就意味著生產(chǎn)效率高。 
　　硅橡膠可以以下面的形式提供： 
　　混煉膠 ： 這種即用型材料可以根據(jù)您的加工設(shè)備和zui終用途進(jìn)行上色和催化。 
　　基礎(chǔ)料： 這類有機(jī)硅聚合物同樣含有補(bǔ)強(qiáng)填料。橡膠基礎(chǔ)料可以進(jìn)一步和顏料和添加劑混煉，形成混煉膠，滿足您的色彩和其他制造要求。 
　　液體硅橡膠（LSR）： 這種雙組分液體橡膠體系可以通過泵輸入適當(dāng)?shù)淖⑸涑尚驮O(shè)備，然后熱固化成模壓橡膠部件。 
　　氟硅橡膠混煉膠和基礎(chǔ)料： 氟硅橡膠保持了有機(jī)硅的許多關(guān)鍵性質(zhì)，此外，它還具有*的耐化學(xué)品、燃料及耐油性。 
硅膠布
　　硅膠布是以耐高溫高強(qiáng)型玻璃纖維布為基材,由硅橡膠經(jīng)特殊工藝復(fù)合而成,是一種高性能,多用途的復(fù)合材料。已被廣泛應(yīng)用于航天、化工、石油、大型發(fā)電設(shè)備、機(jī)械、冶金、電氣絕緣、建筑等領(lǐng)域。 
　　    
硅橡膠玻纖布主要性能、特點(diǎn)： 
　　1、優(yōu)良的耐高溫、低溫性能(低溫-70℃，高溫280℃之間；保溫性能好。 
　　2、強(qiáng)度高；既柔軟又有韌性,可剪裁加工。 
　　3、耐化學(xué)腐蝕性能好;抗油,防水[可擦洗]。 
　　4、耐熱老化與耐氣候老化,以及耐臭氧、氧、光等。 
　　5、具有高絕緣性能,介電常數(shù)3~3.2,擊穿電壓20~50kv/mm。