硅橡膠的分類和特性
發布時間：2015-01-04 09:30:01 人瀏覽
來源： 橡膠技術網
硅橡膠的分類和特性
1.1 分類
硅橡膠按其硫化機理不同可分為熱硫化型、室溫硫化型和加成反應型三大類。
1.2 特性
（1）耐高、低溫性
在所有橡膠中，硅橡膠的工作溫度范圍最廣闊（-100~350℃）。例如，經過適當配合的乙烯基硅橡膠或低苯基硅橡膠，經250℃數千小時或300℃數百小時熱空氣老化后仍能保持彈性；低苯基硅橡膠硫化膠經350℃數十小時熱空氣老化后仍能保持彈性，它的玻璃化溫度為-140℃，其硫化膠在-70~100℃的溫度下仍具有彈性。硅橡膠用于火箭噴管內壁防熱涂層時，能耐瞬時數千度的高溫。
（2）耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能
硅橡膠硫化膠在自由狀態下置于室外曝曬數年后，性能無顯著變化。
（3）電絕緣性能
硅橡膠硫化膠的電絕緣性能在受潮、頻率變化或溫度升高時變化較小，燃燒后生成的二氧化硅仍為絕緣體。此外，硅橡膠分子結構中碳原子少，而且不用炭黑作填料，因此在電弧放電時不易發生焦燒，在高壓場合使用十分可靠。它的耐電暈性和耐電弧性極好，耐電暈壽命是聚四氟乙烯的1000倍，耐電弧壽命是氟橡膠的20倍。
（4）特殊的表面性能和生理惰性
硅橡膠的表面能比大多數有機材料小，具有低吸濕性，長期浸于水中吸水率僅為1%左右，物理性能不下降，防霉性能良好，與許多材料不發生粘合，可起隔離作用。硅橡膠無味、無毒，對人體無不良影響，與機體組織反應輕微，具有優良生理惰性和生理老化性。
（5）高透氣性
硅橡膠和其它高分子材料相比，具有良好的透氣性，室溫下對氮氣、氧氣和空氣的透過量比NR高30~40倍；對氣體滲透具有選擇性，如對二氧化碳透過性為氧氣的5倍左右。
（6）生物醫學性能
硅橡膠分子結構的特性使它具有優良的生物醫學性能，大量動物和人體試驗的成功應用證明了這一點。
2 熱硫化型硅橡膠
熱硫化型硅橡膠是指相對分子質量高（40萬~60萬）的硅橡膠。采用有機過氧化物作硫化劑，經過加熱使有機過氧化物分解產生游離基，并與橡膠的有機側基形成交聯，從而獲得硫化膠。橡膠技術網 www.m.superhost.cc
2.1 品種及特性
熱硫化型硅橡膠是應用最早的一類橡膠，發展至今已有許多品種，按化學組成不同分為以下7種：
（1）二甲基硅橡膠
二甲基硅橡膠（polydimethylsiloxanerubber）簡稱甲基硅橡膠，是硅橡膠中最老的品種。
在-60~250℃溫度范圍內能保持良好彈性。由于存在硫化活性低、工藝性能差、厚壁制品在二段硫化時易發泡、高溫壓縮變形大等缺點，目前除少量用于織物涂覆外，已被甲基乙烯基硅橡膠替代。
（2）甲基乙烯基硅橡膠
甲基乙烯基硅橡膠（methylvinylpolysiloxanerubber）簡稱乙烯基硅橡膠，是由二甲基硅氧烷與少量乙烯基硅氧烷共聚而成，乙烯基摩爾分數一般為0.001~0.003.少量不飽和乙烯基的引入使其硫化工藝及成品性能，特別是耐熱老化性和高溫抗壓縮變形有很大改善。在硅橡膠生產中，甲基乙烯基硅橡膠產量最大、應用最廣、品種牌號最多，除大量應用的通用型膠料外，各種專用型硅橡膠和具有加工特性的硅橡膠（如高強度硅橡膠、低壓縮永久變形硅橡膠、導電硅橡膠、導熱硅橡膠以及不用二段硫化硅橡膠、顆粒硅橡膠等）也都以其為基礎進行加工配合。
（3）甲基乙烯基苯基硅橡膠
甲基乙烯基苯基硅橡膠（methylvinylphenylpolysiloxanerubber）簡稱苯基硅橡膠，是在乙烯基硅橡膠的分子鏈中引入二苯基硅氧烷鏈節（或甲基苯基硅氧烷鏈節）而制成的。當苯基摩爾分數為0.05~0.10時，統稱為低苯基硅橡膠，此時，橡膠的硬化溫度降到最低值（-115℃），使其具有最佳的耐低溫性能，在-100℃以下仍具有彈性。隨著苯基摩爾分數的增大，分子鏈的剛性也增大，其結晶溫度反而上升。
苯基摩爾分數在0.15~0.25時統稱為中苯基硅橡膠，具有耐燃特點。苯基摩爾分數在0130以上時，統稱為高苯基硅橡膠，具有優良的耐輻射性能。苯基硅橡膠應用在要求耐低溫、耐燒蝕、耐高能輻射、隔熱等場合。中苯基和高苯基硅橡膠由于加工困難，物理性能較差，生產和應用受到一定限制。
（4）甲基乙烯基三氟丙基硅橡膠
甲基乙烯基三氟丙基硅橡膠（methylvinylrtrifluoropropylpolysiloxanerubber）簡稱氟硅橡膠（fluorosilicorubber），是在乙烯基硅橡膠的分子鏈中引入氟代烷基（一般為三氟丙基），具有優良的耐油、耐溶劑性能。例如，對于脂肪族、芳香族和氯化烴類溶劑，石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓油以及某些合成油，其工作溫度范圍為-50~250℃，在常溫和高溫下穩定性較好。
（5）亞苯基硅橡膠和亞苯醚基硅橡膠
亞苯基硅橡膠和亞苯醚基硅橡膠（phenylenepolysiloxanerubberandphenylatylenesiliconerubber）是在分子鏈中含有亞苯基或苯醚基鏈節的新品種硅橡膠，是為適應核動力裝置和導航技術的要求而發展起來的，其主要特性是拉伸強度較高，耐γ射線、耐高溫（300℃以上），但耐寒性不如低苯基硅橡膠。
（6）腈硅橡膠
腈硅橡膠（nitrilsiliconerubber）主要是在分子鏈中引入含有甲基-β-腈乙基硅氧鏈節或甲基-γ-腈丙基硅氧鏈節的一種彈性體，其主要特點與氟硅橡膠相似，即耐油、耐溶劑并具有良好的耐低溫性能。但由于在聚合條件下存在引起腈基水解的因素，因此生膠的重復性差，其應用發展受到一定限制。
（7）硅硼橡膠
硅硼橡膠（boronsiliconerubber）是在分子主鏈上含有十硼烷籠形結構的一類新型硅橡膠，具有高度的耐熱老化性，可在400℃下長期工作，在420~480℃下可連續工作幾小時，而在-54℃下仍能保持彈性。適于在高速飛機及宇宙飛船中作密封材料。美國在60年代末已有硅硼橡膠商品系列牌號，但70年代以后很少報道，其主要原因可能是膠料的工藝性能和硫化膠的彈性都很差，而且碳硼的合成十分復雜，毒性大，成本昂貴。
熱硫化型硅橡膠以生膠或硫化膠形式出售，一般配制成具有各種特性的膠料供用戶選擇，按特性不同可分成下列幾類：
（1）通用型（一般強度型）。由乙烯基硅橡膠與補強劑等組成，硫化膠物理性能屬中等，是用量最大、通用性最強的一類膠料。
（2）高強度型。采用乙烯基硅橡膠或低苯基硅橡膠，以比表面積較大的氣相法白炭黑或經過改性處理的白炭黑作補強劑，并通過加入適宜的加工助劑和特殊添加劑等綜合性配合改進措施，改進交聯結構，提高撕裂強度。
（3）耐高溫型。采用乙烯基硅橡膠或低苯基硅橡膠，補強劑的種類和耐熱添加劑經適當選擇，可制得耐300~350℃高溫的硅橡膠。
（4）低溫型。采用低苯基硅橡膠，脆性溫度達-120℃，在-90℃下仍具有彈性。
（5）低壓縮永久變形型。主要采用乙烯基硅橡膠，以乙烯基專用的有機過氧化物作硫化劑，當壓縮率為30%時，在150℃下壓縮24~72h后的永久變形為7.0%~15%（普通硅橡膠為20%~30%）。
（6）電線、電纜型。主要采用乙烯基硅橡膠，選用電絕緣性能良好的氣相法白炭黑為補強劑，具有良好的擠出工藝性能。
（7）耐油、耐溶劑型。主要采用氨硅橡膠，一般分為通用型和高強度型兩大類。
（8）阻燃型。采用乙烯基硅橡膠，添加含鹵或鉑化合物作阻燃劑組成的膠料，具有良好的抗燃性。
（9）導電型。采用乙烯基硅橡膠，以乙炔炭黑或金屬粉末作填料，選擇高溫硫化或加成型硫化方法，可得到體積電阻率為2.0~100Ω？cm的硅橡膠。
（10）熱收縮型。乙烯基硅橡膠中加入具有一定熔融溫度或軟化溫度的熱塑性材料，硅橡膠膠料的熱收縮率可達35%~50%.
不用二段硫化型。采用乙烯基質量分數較高的乙烯基硅橡膠，通過控制生膠和配合劑的pH值，加入特殊添加劑制得。
（11）海綿型。在乙烯基硅橡膠中加入亞硝基化合物、偶氮和重氮化合物等有機發泡劑，可制得發泡均勻的海綿。
除此之外，國外尚有導熱型硅橡膠、熒光型硅橡膠及醫用級混煉膠等品種出售。
隨著硅橡膠用途的不斷開發，膠料的品種牌號日漸增多，過多的牌號會造成生產、貯運和銷售工作的混亂。有些廠已相應地將多個品種分成幾種典型的基礎膠和幾種特性添加劑（包括顏料、硫化劑等）出售，使用者根據需要，按一定配方和混合技術分別配伍，即得最終產品。
這種方法不但使品種簡單明了，而且生產批量大，質量穩定，成本降低，也提高了競爭性。
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