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硅橡膠的分類和特(tè)性
日(rì)期:2026-01-03 22:11
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摘要:
硅橡膠的分類和特(tè)性
1.1 分類
硅橡膠按其硫化(huà)機(jī)理不(bù)同可(kě)分為熱硫化(huà)型、室溫硫化(huà)型和加(jiā)成反(fǎn)應型三大類
。
1.2 特(tè)性
(1)耐高(gāo)、低溫性
在所有橡膠中
,硅橡膠的工作溫度範圍*廣闊(-100~350℃)。例如(rú)
,經(jīng)過(guò)適當配合的乙烯基(jī)硅橡膠或低苯基(jī)硅橡膠
,經(jīng)250℃數(shù)千小時或300℃數(shù)百小時熱空(kōng)氣老化(huà)後仍能(néng)保(bǎo)持彈性
;低苯基(jī)硅橡膠硫化(huà)膠經(jīng)350℃數(shù)十小時熱空(kōng)氣老化(huà)後仍能(néng)保(bǎo)持彈性,它(tā)的玻璃化(huà)溫度為-140℃,其硫化(huà)膠在-70~100℃的溫度下(xià)仍具有彈性。硅橡膠用於(yú)火箭噴(pēn)管...
硅橡膠的分類和特(tè)性
1.1 分類
硅橡膠按其硫化(huà)機(jī)理不(bù)同可(kě)分為熱硫化(huà)型
、室溫硫化(huà)型和加(jiā)成反(fǎn)應型三大類。
1.2 特(tè)性
(1)耐高(gāo)、低溫性
在所有橡膠中,硅橡膠的工作溫度範圍*廣闊(-100~350℃)
。例如(rú),經(jīng)過(guò)適當配合的乙烯基(jī)硅橡膠或低苯基(jī)硅橡膠
,經(jīng)250℃數(shù)千小時或300℃數(shù)百小時熱空(kōng)氣老化(huà)後仍能(néng)保(bǎo)持彈性
;低苯基(jī)硅橡膠硫化(huà)膠經(jīng)350℃數(shù)十小時熱空(kōng)氣老化(huà)後仍能(néng)保(bǎo)持彈性,它(tā)的玻璃化(huà)溫度為-140℃,其硫化(huà)膠在-70~100℃的溫度下(xià)仍具有彈性
。硅橡膠用於(yú)火箭噴(pēn)管內壁(bì)防熱塗層時,能(néng)耐瞬時數(shù)千度的高(gāo)溫
。
(2)耐臭氧老化(huà)
、耐氧老化(huà)、耐光(guāng)老化(huà)和耐候老化(huà)性能(néng)
硅橡膠硫化(huà)膠在自由(yóu)狀(zhuàng)態下(xià)置(zhì)於(yú)室外曝曬數(shù)年後
,性能(néng)無顯(xiǎn)著變化(huà)
。
(3)電絕緣性能(néng)
硅橡膠硫化(huà)膠的電絕緣性能(néng)在受(shòu)潮、頻率變化(huà)或溫度升高(gāo)時變化(huà)較(jiào)小,燃燒後生成的二氧化(huà)硅仍為絕緣體(tǐ)。此外
,硅橡膠分子結構中碳原子少,而且不(bù)用炭黑作填料,因(yīn)此在電弧放電時不(bù)易發生焦燒,在高(gāo)壓場合使用十分可(kě)靠。它(tā)的耐電暈性和耐電弧性極(jí)好
,耐電暈壽(shòu)命是聚四氟乙烯的1000倍
,耐電弧壽(shòu)命是氟橡膠的20倍
。
(4)特(tè)殊的表面性能(néng)和生理惰性
硅橡膠的表面能(néng)比大多(duō)數(shù)有機(jī)材料小,具有低吸(xī)濕性,長(zhǎng)期浸(jìn)於(yú)水中吸(xī)水率僅為1%左右,物理性能(néng)不(bù)下(xià)降
,防霉性能(néng)良(liáng)好
,與許(xǔ)多(duō)材料不(bù)發生粘合
,可(kě)起隔離(lí)作用
。硅橡膠無味(wèi)、無毒
,對(duì)人體(tǐ)無**影響
,與機(jī)體(tǐ)組織反(fǎn)應輕微
,具有優良(liáng)生理惰性和生理老化(huà)性。
(5)高(gāo)透氣性
硅橡膠和其它(tā)高(gāo)分子材料相比,具有良(liáng)好的透氣性,室溫下(xià)對(duì)氮(dàn)氣、氧氣和空(kōng)氣的透過(guò)量比NR高(gāo)30~40倍
;對(duì)氣體(tǐ)滲透具有選擇(zé)性
,如(rú)對(duì)二氧化(huà)碳透過(guò)性為氧氣的5倍左右
。
(6)生物*學(xué)性能(néng)
硅橡膠分子結構的特(tè)性使它(tā)具有優良(liáng)的生物*學(xué)性能(néng)
,大量動物和人體(tǐ)試驗的成功應用證明瞭這一點
。
2 熱硫化(huà)型硅橡膠
熱硫化(huà)型硅橡膠是指相對(duì)分子質量高(gāo)(40萬~60萬)的硅橡膠。採用有機(jī)過(guò)氧化(huà)物作硫化(huà)劑
,經(jīng)過(guò)加(jiā)熱使有機(jī)過(guò)氧化(huà)物分解產生游離(lí)基(jī),並與橡膠的有機(jī)側基(jī)形成交聯
,從而獲(huò)得硫化(huà)膠。橡膠技(jì)術網(wǎng) www.sto.net.cn
2.1 品(pǐn)種及(jí)特(tè)性
熱硫化(huà)型硅橡膠是應用*早的一類橡膠
,發展(zhǎn)至(zhì)今已有許(xǔ)多(duō)品(pǐn)種
,按化(huà)學(xué)組成不(bù)同分為以(yǐ)下(xià)7種
:
(1)二甲基(jī)硅橡膠
二甲基(jī)硅橡膠(polydimethylsiloxanerubber)簡稱甲基(jī)硅橡膠
,是硅橡膠中*老的品(pǐn)種。
在-60~250℃溫度範圍內能(néng)保(bǎo)持良(liáng)好彈性
。由(yóu)於(yú)存(cún)在硫化(huà)活(huó)性低
、工藝(yì)性能(néng)差、厚壁(bì)制(zhì)品(pǐn)在二段硫化(huà)時易發泡
、高(gāo)溫壓縮變形大等缺點,目(mù)前除(chú)少量用於(yú)織物塗覆外,已被甲基(jī)乙烯基(jī)硅橡膠替代
。
(2)甲基(jī)乙烯基(jī)硅橡膠
甲基(jī)乙烯基(jī)硅橡膠(methylvinylpolysiloxanerubber)簡稱乙烯基(jī)硅橡膠,是由(yóu)二甲基(jī)硅氧烷與少量乙烯基(jī)硅氧烷共聚而成,乙烯基(jī)摩爾分數(shù)一般為0.001~0.003.少量不(bù)飽和乙烯基(jī)的引入使其硫化(huà)工藝(yì)及(jí)成品(pǐn)性能(néng),特(tè)別是耐熱老化(huà)性和高(gāo)溫抗壓縮變形有很大改善
。在硅橡膠生產中,甲基(jī)乙烯基(jī)硅橡膠產量*大
、應用*廣、品(pǐn)種牌號*多(duō),除(chú)大量應用的通用型膠料外
,各種專用型硅橡膠和具有加(jiā)工特(tè)性的硅橡膠(如(rú)高(gāo)強度硅橡膠、低壓縮長(zhǎng)久變形硅橡膠
、導電硅橡膠
、導熱硅橡膠以(yǐ)及(jí)不(bù)用二段硫化(huà)硅橡膠
、顆粒硅橡膠等)也都(dōu)以(yǐ)其為基(jī)礎(chǔ)進行加(jiā)工配合。
(3)甲基(jī)乙烯基(jī)苯基(jī)硅橡膠
甲基(jī)乙烯基(jī)苯基(jī)硅橡膠(methylvinylphenylpolysiloxanerubber)簡稱苯基(jī)硅橡膠
,是在乙烯基(jī)硅橡膠的分子鏈中引入二苯基(jī)硅氧烷鏈節(或甲基(jī)苯基(jī)硅氧烷鏈節)而制(zhì)成的
。當苯基(jī)摩爾分數(shù)為0.05~0.10時,統稱為低苯基(jī)硅橡膠
,此時,橡膠的硬化(huà)溫度降到(dào)*低值(-115℃),使其具有*佳的耐低溫性能(néng),在-100℃以(yǐ)下(xià)仍具有彈性
。隨著苯基(jī)摩爾分數(shù)的增大,分子鏈的剛性也增大
,其結晶溫度反(fǎn)而上升。
苯基(jī)摩爾分數(shù)在0.15~0.25時統稱為中苯基(jī)硅橡膠
,具有耐燃特(tè)點
。苯基(jī)摩爾分數(shù)在0130以(yǐ)上時,統稱為高(gāo)苯基(jī)硅橡膠
,具有優良(liáng)的耐輻射性能(néng)。苯基(jī)硅橡膠應用在要求耐低溫、耐燒蝕(shí)
、耐高(gāo)能(néng)輻射、隔熱等場合。中苯基(jī)和高(gāo)苯基(jī)硅橡膠由(yóu)於(yú)加(jiā)工困難
,物理性能(néng)較(jiào)差,生產和應用受(shòu)到(dào)一定限制(zhì)。
(4)甲基(jī)乙烯基(jī)三氟丙基(jī)硅橡膠
甲基(jī)乙烯基(jī)三氟丙基(jī)硅橡膠(methylvinylrtrifluoropropylpolysiloxanerubber)簡稱氟硅橡膠(fluorosilicorubber),是在乙烯基(jī)硅橡膠的分子鏈中引入氟代烷基(jī)(一般為三氟丙基(jī))
,具有優良(liáng)的耐油、耐溶劑性能(néng)
。例如(rú),對(duì)於(yú)脂肪族、芳香族和氯化(huà)烴類溶劑
,石油基(jī)的各種燃料油
、潤滑(huá)油
、液壓油以(yǐ)及(jí)某些合成油
,其工作溫度範圍為-50~250℃,在常溫和高(gāo)溫下(xià)穩(wěn)定性較(jiào)好
。
(5)亞苯基(jī)硅橡膠和亞苯醚基(jī)硅橡膠
亞苯基(jī)硅橡膠和亞苯醚基(jī)硅橡膠(phenylenepolysiloxanerubberandphenylatylenesiliconerubber)是在分子鏈中含有亞苯基(jī)或苯醚基(jī)鏈節的新(xīn)品(pǐn)種硅橡膠
,是為適應核動力裝置(zhì)和導航技(jì)術的要求而發展(zhǎn)起來的,其主(zhǔ)要特(tè)性是拉伸強度較(jiào)高(gāo),耐γ射線
、耐高(gāo)溫(300℃以(yǐ)上),但耐寒性不(bù)如(rú)低苯基(jī)硅橡膠
。
(6)腈硅橡膠
腈硅橡膠(nitrilsiliconerubber)主(zhǔ)要是在分子鏈中引入含有甲基(jī)-β-腈乙基(jī)硅氧鏈節或甲基(jī)-γ-腈丙基(jī)硅氧鏈節的一種彈性體(tǐ)
,其主(zhǔ)要特(tè)點與氟硅橡膠相似,即耐油
、耐溶劑並具有良(liáng)好的耐低溫性能(néng)
。但由(yóu)於(yú)在聚合條(tiáo)件(jiàn)下(xià)存(cún)在引起腈基(jī)水解的因(yīn)素
,因(yīn)此生膠的重復性差
,其應用發展(zhǎn)受(shòu)到(dào)一定限制(zhì)
。
(7)硅硼橡膠
硅硼橡膠(boronsiliconerubber)是在分子主(zhǔ)鏈上含有十硼烷籠形結構的一類新(xīn)型硅橡膠
,具有高(gāo)度的耐熱老化(huà)性
,可(kě)在400℃下(xià)長(zhǎng)期工作,在420~480℃下(xià)可(kě)連(lián)續工作幾小時
,而在-54℃下(xià)仍能(néng)保(bǎo)持彈性。適於(yú)在高(gāo)速飛機(jī)及(jí)宇宙飛船中作密封材料
。美國在60年代末已有硅硼橡膠商(shāng)品(pǐn)系列牌號
,但70年代以(yǐ)後很少報(bào)道
,其主(zhǔ)要原因(yīn)可(kě)能(néng)是膠料的工藝(yì)性能(néng)和硫化(huà)膠的彈性都(dōu)很差
,而且碳硼的合成十分複雜
,毒性大
,成本昂(áng)貴
。
熱硫化(huà)型硅橡膠以(yǐ)生膠或硫化(huà)膠形式出售,一般配制(zhì)成具有各種特(tè)性的膠料供用戶選擇(zé)
,按特(tè)性不(bù)同可(kě)分成下(xià)列幾類:
(1)通用型(一般強度型)。由(yóu)乙烯基(jī)硅橡膠與補強劑等組成,硫化(huà)膠物理性能(néng)屬中等
,是用量*大、通用性*強的一類膠料
。
(2)高(gāo)強度型。採用乙烯基(jī)硅橡膠或低苯基(jī)硅橡膠,以(yǐ)比表面積較(jiào)大的氣相法白炭黑或經(jīng)過(guò)改性處理的白炭黑作補強劑,並通過(guò)加(jiā)入適宜的加(jiā)工助劑和特(tè)殊添加(jiā)劑等綜合性配合改進措施,改進交聯結構
,提(tí)高(gāo)撕裂強度。
(3)耐高(gāo)溫型。採用乙烯基(jī)硅橡膠或低苯基(jī)硅橡膠
,補強劑的種類和耐熱添加(jiā)劑經(jīng)適當選擇(zé)
,可(kě)制(zhì)得耐300~350℃高(gāo)溫的硅橡膠。
(4)低溫型。採用低苯基(jī)硅橡膠,脆性溫度達-120℃
,在-90℃下(xià)仍具有彈性。
(5)低壓縮長(zhǎng)久變形型。主(zhǔ)要採用乙烯基(jī)硅橡膠
,以(yǐ)乙烯基(jī)專用的有機(jī)過(guò)氧化(huà)物作硫化(huà)劑
,當壓縮率為30%時,在150℃下(xià)壓縮24~72h後的長(zhǎng)久變形為7.0%~15%(普通硅橡膠為20%~30%)
。
(6)電線、電纜型。主(zhǔ)要採用乙烯基(jī)硅橡膠,選用電絕緣性能(néng)良(liáng)好的氣相法白炭黑為補強劑,具有良(liáng)好的擠出工藝(yì)性能(néng)。
(7)耐油、耐溶劑型
。主(zhǔ)要採用氨硅橡膠,一般分為通用型和高(gāo)強度型兩大類
。
(8)阻燃型
。採用乙烯基(jī)硅橡膠
,添加(jiā)含鹵或鉑化(huà)合物作阻燃劑組成的膠料,具有良(liáng)好的抗燃性。
(9)導電型
。採用乙烯基(jī)硅橡膠,以(yǐ)乙炔炭黑或金屬粉(fěn)末作填料
,選擇(zé)高(gāo)溫硫化(huà)或加(jiā)成型硫化(huà)方法,可(kě)得到(dào)體(tǐ)積電阻率為2.0~100Ω?cm的硅橡膠。
(10)熱收(shōu)縮型。乙烯基(jī)硅橡膠中加(jiā)入具有一定熔融溫度或軟(ruǎn)化(huà)溫度的熱塑性材料
,硅橡膠膠料的熱收(shōu)縮率可(kě)達35%~50%.
不(bù)用二段硫化(huà)型。採用乙烯基(jī)質量分數(shù)較(jiào)高(gāo)的乙烯基(jī)硅橡膠,通過(guò)控制(zhì)生膠和配合劑的pH值
,加(jiā)入特(tè)殊添加(jiā)劑制(zhì)得。
(11)海綿型
。在乙烯基(jī)硅橡膠中加(jiā)入亞硝基(jī)化(huà)合物、偶氮(dàn)和重氮(dàn)化(huà)合物等有機(jī)發泡劑
,可(kě)制(zhì)得發泡均勻的海綿。
除(chú)此之外,國外尚有導熱型硅橡膠、螢光(guāng)型硅橡膠及(jí)*用級混煉膠等品(pǐn)種出售
。
隨著硅橡膠用途的不(bù)斷開發
,膠料的品(pǐn)種牌號日(rì)漸增多(duō),過(guò)多(duō)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(duō)個(gè)品(pǐn)種分成幾種典型的基(jī)礎(chǔ)膠和幾種特(tè)性添加(jiā)劑(包括(kuò)顏料、硫化(huà)劑等)出售
,使用者根(gēn)據需要
,按一定配方和混合技(jì)術分別配伍
,即得*終(zhōng)產品(pǐn)
。
這種方法不(bù)但使品(pǐn)種簡單明瞭,而且生產批量大,質量穩(wěn)定,成本降低
,也提(tí)高(gāo)了競爭性
。




