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硅橡膠

主鏈由硅和氧原子交替構成

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),硅橡膠是透明或乳白色粒狀固體。具有開放的多孔結構,吸附性強,能吸附多種物質。如:吸收水分,吸濕量約達40%。如加入氯化鈷,乾燥時呈藍色,吸水后呈紅色。可再生反覆使用。

產品簡介


硅膠(Silicon dioxide)別名:硅橡膠是一種高活性吸附材料,屬非晶態物質,其化學分子式為mSiO2·nH2O。不溶於水和任何溶劑,無毒無味,化學性質穩
硅膠原料
硅膠原料
定,除強鹼、氫氟酸外不與任何物質發生反應。各種型號的硅膠因其製造方法不同而形成不同的微孔結構。
硅膠的化學組份和物理結構,決定了它具有許多其他同類材料難以取代得特點:吸附性能高、熱穩定性好、化學性質穩定、有較高的機械強度等。硅膠根據其孔徑的大小分為:大孔硅膠、粗孔硅膠、B型硅膠、細孔硅膠,承透明或乳白色粒狀固體。
主鏈由硅氧原子交替組成、在硅原子上帶有有機基團的合成橡膠。分子中的有機基團可以是-CH3、-C2H3或-C6H5等,相應稱作甲基、乙烯基或甲基苯基硅橡膠。硅橡膠是一種耐高低溫(-60~250℃)、耐臭氧化並具有良好電絕緣性能的特種橡膠。
硅橡膠製品
硅橡膠製品

產品特點


硅橡膠分熱硫化型(高溫硫化硅膠HTV)和室溫硫化型(RTV),其中室溫硫化型又分縮聚反應型和加成反應型。高溫硅橡膠主要用於製造各種硅橡膠製品,而室溫硅橡膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。熱硫化型用量最大,熱硫化型又分甲基硅橡膠(MQ)、甲基乙烯基硅橡膠(VMQ,用量及產品牌號最多)、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。
高溫硫化甲基硅橡膠於1944年由美國通用電氣公司研製成功。1952年,美國陶-康寧公司L.斯特布萊唐和K.波爾曼蒂爾研製出雙組分室溫硫化硅橡膠;1953~1955年製成甲基乙烯基硅橡膠;1956~1957年出現硅氟橡膠;1958~1959年開發成功單組分室溫硫化硅橡膠;之後出現加成型硅橡膠系列產品。世界上有十多個國家生產硅橡膠。80年代以來,每年以15%左右的速度增長。中國從60年代初期開始相繼研製成功各類硅橡膠,現均有批量生產。硅橡膠主要有下列品種:
高溫硫化硅橡膠生膠無色透明,有塑性,分子量35萬~70萬,能溶於苯等溶劑中,製品耐氧化,抗臭氧,高頻下電氣絕緣性優良,耐電弧、耐電暈,並有透氣和對人體生理惰性等特點。大量用作苛刻條件下的電線、電纜絕緣層,密封件,導管,登月鞋等。因其無致癌性,有較好的抗凝血性和生物相容性,已大量用於製作人體內外用的導管、插管、人工關節等。
高溫硫化硅橡膠通常以高純度八甲基環四硅氧烷和帶有-C6H5、-CH=CH2、-CH2CH2-CF3等基團的環四硅氧烷為原料,用酸鹼催化劑開環共聚,經脫除催化劑和低揮發分即得硅生膠。橡膠加工時,先加入結構控制劑(二苯基甲硅二醇)和補強填料(氣相法二氧化硅)、抗氧劑(三氧化二鐵)等,再在煉膠機上混煉,經高溫(約200℃)處理后加有機過氧化物(2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化己烷)作硫化劑。混煉膠入模后要加溫、加壓。製品出模後有的還要后硫化。混煉膠可擠成管、條、包覆電線電纜。
室溫硫化硅橡膠 其特點是可以製成不同粘度的膠料,在室溫下可以塗布,不需高溫和加壓即可硫化,硫化時要釋放出醇類、醋酸等低分子產物。室溫硫化硅橡膠有雙組分和單組分之分。雙組分室溫硫化硅橡膠用於精密鑄造用彈性模具、牙科印模材料及航天器耐燒蝕塗料等,其原料中的羥基封端低分子聚硅氧烷要專門製備,通常以聚硅氧烷環體與水開環製成,分子量的大小以水的加入量控制。單組分室溫硫化硅橡膠用於電子器件的密封保護等,所用主要組分之一,帶乙醯氧基或酮肟基等活性基團的硅烷或硅氧烷,也需專門製備。
加成型硅橡膠 以乙烯基封端的聚硅氧烷和帶氫原子聚硅氧烷為基料,以鉑化合物為催化劑,多在略高於室溫的條件下硫化:
呏SiCHCH2+HSi呏─→呏SiCH2CH2Si呏
如加入特殊製造的有機硅樹脂作為補強劑,可以得到透明且有優良的機械性能的硫化膠。其特點是硫化時不放出低分子產物,可灌注成型深部硫化。主要用於電子器件灌注塗覆,作光導纖維塗料,也是人體內軟組織充填、顏面整形的理想材料。

主要用途


1、硅膠製品是製作複印機、鍵盤、電子詞典、遙控器、玩具、硅膠按鍵等不可缺少的組成部分。
2、可用於做耐久形的成型墊片、電子配件的封裝材料、汽車電子配件的維護材料。
3、可用於製作電子元件、模壓高點壓緣子。
4、可用於製作導電硅膠、醫用硅膠、泡沫硅膠、制模硅膠等。
5、用於房屋的建築與修復、高速公里接縫密封、橋樑的密封等密封工程。
6、可用於嬰兒用品、母嬰用品、嬰兒奶瓶、奶瓶保護套。
7、可用於廚房製品、廚具的生產及相關的輔助性廚具製品。
8、可用於醫療器械配件,由於硅膠無色無味無毒等特性廣泛應用於醫療行業。

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:單組分室溫硫化硅橡膠的優點是使用方便,但深部固化速度較困難;雙組分室溫硫化硅橡膠的優點是固化時不放熱,收縮率很小,不膨脹,無內應力,固化可在內部和表面同時進行,可以深部硫化;加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要決定於溫度。
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、高強力型、耐油型、醫用型等等。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):
製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,工業上通常是先將經過精鎦提純,含量為99.5%以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介質中,在酸催化下進行水解縮合,並分離出雙官能度的硅氧烷四聚體即八甲基環四硅氧烷,然後再使四環體在催化劑作用下,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過氧化物進行硫化。硫化膠可
在-60~+250℃範圍內使用,二甲基硅橡膠的硫化活性低,高溫壓縮永久變形大,不宜於制厚製品,厚製品硫化比較困難,內層亦易起泡。由於含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡膠性能較之為優,故二甲基硅橡膠已逐漸被甲基乙烯基硅橡膠所取代。現今生產和應用的其它類型的硅橡膠,它們除含有二甲基硅氧烷結構單元外,還含有或多或少的其它雙官能硅氧烷的結構單元,但其製備方法與二甲基硅橡膠的製法沒有本質的區別,其製備方法一般為在有利於環體形成的條件下,使所需的某種雙官能度的硅單體進行水解縮合,然後按其所需比例加入八甲基環四硅氧烷,再在催化劑作用下共同反應而製得。
2、甲基乙烯基硅橡膠
(簡稱乙烯基硅橡膠):
圖片由中國雙利提供
此種橡膠由於含有少量的乙烯基側鏈,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,並可大大減少過氧化物的用量。採用含少量乙烯基的硅橡膠與二甲基硅橡膠相較,可使抗壓縮永久變形性能獲得顯著的改進,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,可製成厚製品且壓出、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或甲基苯基硅氧鏈節而得。
根據硅橡膠中苯基含量(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。當橡膠發生結晶或接近於玻璃化轉變點或者這兩種情況重疊,均會導致橡膠呈現僵硬狀態。引入適量的大體積的基團使聚合物鏈的規整性受到破壞,則可降低聚合物的結晶溫度,同時由於大體積基團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%)即由於上述原因具有優良的耐低溫性能,且與所用苯基單體類型無關。硫化膠的脆性溫度為-120℃,是現今低溫性能最好的橡膠。低苯基硅橡膠兼有乙烯基硅橡膠的優點,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則會使分子鏈的剛性增大,從而導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C6H5/Si=20~34%為中苯基硅橡膠具有耐燒蝕的特點,高苯基硅橡膠(C6H5/Si=35~50%)則具有優異的耐輻射性能。
4、氟硅、腈硅橡膠
氟硅橡膠是側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,對於單純的氟橡膠而言,是一種很大的改進。含三氟丙基的氟硅橡膠保持彈性的溫度範圍一般為-50℃~+200℃,耐高低溫性能較乙烯基硅橡膠差,且在加熱到300℃以上時將會產生有毒氣體。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,有利於解決膠料粘輥和存放結構化嚴重等問題,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時,會有助於耐低溫性能的改善,且加工性能良好。
腈硅橡膠是側鏈引入腈烷基(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γ—腈丙基含量增至33~50%克分子時,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—腈丙基時則能使腈硅橡膠的耐熱性進一步提高。
5、苯撐和苯醚撐硅橡膠
1.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。
由於苯撐基的引入,因而使硅橡膠的耐輻射性能大大提高,同時因芳環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,而抗張強度則有所增高。苯撐硅橡膠具有優良的耐高溫、抗輻射性能,耐高溫可達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,當苯撐含量為60%、苯基含量30%、甲基含量10%(乙烯基含量0.6%)時是適宜的,在這種情況下,硫化膠具有良好的綜合性能。
苯撐硅橡膠的缺點是低溫性能不佳,脆性溫度為-25℃,影響了它在某些方面的應用,苯醚撐硅橡膠的低溫性能則遠2.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的聚硅氧烷。
苯醚撐硅橡膠具有良好的力學性能,一般抗張強度可達150~180公斤/平方厘米(即14.7~17.7Mpa遠高於乙烯基硅橡膠強度,同時具有優良的耐輻射性能並優於苯撐硅橡膠。它可耐長時間250℃熱空氣老化,老化后仍具有較高的強度。苯醚撐硅橡膠的低溫性能雖然比乙烯基硅橡膠差,但卻遠優於苯撐硅橡膠。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於製造特殊要求的模型製品和壓出製品。
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(或乙醯氧基)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強填充劑、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。硫化完全之後在耐熱性、耐寒性、介電性能等方面都很好,唯其機械強度較低些,可用於澆鑄和塗敷膠料。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強填充劑、硫化劑等配合而成,使用時再添加催化劑。常用的硫化劑為有機錫鹽,如二月桂酸二丁基錫,用量一般為0.5~5份或採用辛酸亞錫,它比二月桂酸二丁基錫的催化能力強。硫化時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生脫醇縮合反應而形成交聯結構。改變硫化劑和催化劑的用量,即可調節硫化速度,一般用量大時,硫化速度快,反之則慢。在硫化過程中,生成的醇類物質逐漸從硫化膠中擴散逸出。
單組份型室溫硫化硅橡膠,是由端基含有乙醯氧基的硅橡膠與補強填充劑以及其它助劑配合而成,使用時不需添加催化劑,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,其缺點是硫化過程中伴有醋酸生成,雖能從硫化膠中擴散逸出,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,特別適用於密封、嵌縫等用途。
7、液體硅橡膠
根據分子結構中所含官能團(即交聯點)位置,常把帶有官能團的液體橡膠分成兩大類:一類是官能團處於分子結構兩端的稱之為遙爪型液體橡膠;另一類是活性官能團在主鏈中呈無規分佈,即所謂在分子結構內帶官能團者,稱為非遙爪型液體橡膠。當然,也有既帶中間官能團又帶有端基官團的,目前重點是對遙爪型液體橡膠進行研究。對於液體橡膠,應根據其所含的活性官能基來選擇帶有適當官能團的鏈增長劑或交聯劑。
液體硅橡膠可用於塗敷、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,用有機過氧化物,如過氧化二苯甲醯、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發生鏈子增長反應,故可獲得高分子量的彈性體,具有良好的物理機械性能。
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而得,產物容易水解,故需存放在乾燥密閉的容器中,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的端羥基緩慢反應,其反應速度隨溫度升高而加快。
從理論上講,此反應可連續進行,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的活化點,能促使聚二甲基硅氧烷交聯,生成高分子量的彈性體。
由於吡咯烷酮基與羥基在室溫下反應十分緩慢,故加入各組分經混合后的膠料具有較長的適用期,在1小時內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。
8、高溫硫化硅橡膠
高溫硫化硅橡膠是指以高摩爾質量的線性聚二甲基(或甲基乙烯基、甲基苯基乙烯基、甲基三氟丙基等)硅氧烷為基礎聚合物,混入補強填料和硫化劑(有機硅氧化物)等,在加熱、加壓的下硫化成彈性體。混煉硅橡膠,注射成型液體硅橡膠以及需加熱固化的單組份或雙組分液體灌封硅橡膠都屬於這一種類。

基本性質


耐熱性
硅橡膠在空氣中的耐熱性比有機橡膠好得多,在150℃下其物理機械性能基本不變,可半永久性使用,在200℃下可連續使用10000h以上;380℃下可段時間使用。因而硅橡膠廣泛用作高溫場合中使用的橡膠部件。硅橡膠在高溫下空氣中(有氧氣)氧化時,由於甲基被氧化繼而引起膠聯,使製品逐漸變硬,乃至發生開裂。而在密閉體系中受熱時,主要發生解聚反應,使製品變軟,以至喪失機械強度。硅橡膠的耐熱性既與生膠的種類、乙烯基含量(交聯密度)、耐熱添加劑、填料的種類及用量等有關,還與混煉膠的pH值及含水量等有關。因而對生膠聚合催化劑的選擇,反應后殘餘催化劑的中和,白炭黑等填料及結構控制劑的選擇都十分注意。耐熱品級的硅橡膠,在高溫(>250℃)條件下,硬度增加緩慢,拉伸強度及斷裂伸長率等下降也緩慢。
耐寒性
由於硅生膠分子結構呈非結晶性,故溫度對其性能影響較小,且具有良好的耐寒性。一般有機橡膠的脆化溫度為-20℃至-30℃,而通用硅橡膠的脆化溫度為-60℃至-70℃。當生膠中引入7.5(mol)%苯基時,硅橡膠的脆化溫度可降至-115℃,在-90℃下保持彈性並可使用。
耐候性
硅橡膠主鏈中無不飽和鍵,加之Si-O-Si鍵對氧、臭氧及紫外線等十分穩定,因而無需任何添加劑,即具有優良的耐候性。在臭氧中發生電暈放電時,有機橡膠很快老化,因而對硅橡膠則影響不嚴重。長時間暴露在紫外線及風雨中,其物理機械性能變化不大,經戶外曝晒試驗數十年,未發現裂紋或降解發黏等老化現象。
耐水蒸氣性
硅橡膠耐低壓水蒸氣(低於130℃)的性能相當好,它在溫水及沸水中長時間浸泡,體積增加小於1%,而且很少影響其機械性能及電氣特性。但超過140℃的水蒸氣即易導致Si-O-Si主鏈斷裂,使硅橡膠的物理機械性能迅速降低。硅橡膠的耐水蒸氣性能與其所用填料的種類與用量、交聯密度以及硫化劑的種類等有關。

發展歷程


近年來,硅橡膠產業取得了令人矚目的成績。隨著消費量的跨越式增長,硅橡膠產業已經開始由高性能特種橡膠轉變為大宗合成橡膠,成為用量最大的橡膠品種之一。據悉,從橡膠消費的膠種情況看,天然橡膠佔41.8%,丁苯橡膠順丁橡膠合計佔28.4%,而硅橡膠通常僅用於建築密封膠、導電按鍵等少數非輪胎領域,僅占橡膠消費總量的6.4%。因此,隨著硅橡膠在部分非輪胎的細分領域取代其它膠種,其消費量必將成倍增長,市場空間會進一步打開。對此,業內人士也認同以上觀點。據預計,到2015年,硅橡膠將佔國內橡膠消費總量的10%~15%,即硅橡膠消費量有望達到100萬~150萬噸,而到2020年,硅橡膠占橡膠消費總量的比例有望達到20%~33%,即硅橡膠消費量有望達到300萬~500萬噸。換而言之,硅橡膠產業的發展潛力和遠期發展都非常誘人,其高速發展也必將對上下游產業產生極為深遠的影響。事實上,硅橡膠產業的上下游產業聯動效應已開始逐步顯現。有專家指出,硅橡膠產業發展的最大亮點是可以大幅提高橡膠的國內自給率。據統計,如果到2020年硅橡膠占我國橡膠消費量的比例由目前的6.5%提高到33%,那麼我國橡膠的整體國內自給率可由目前的大約50%提高到80%以上,從而大大緩解橡膠供應緊張狀況,降低橡膠加工行業的生產成本。由此可見,硅橡膠產業的發展不僅僅是單個產業的單一發展,而是牽涉到多個行業的共同發展,對於增強橡膠加工行業的盈利能力和提高橡膠製品的質量水平都具有深遠的意義。

產品應用


一、電子電器
硅橡膠除大量用作電線電纜絕緣皮外,在電子電器工業還廣泛用作制接插件、電器密封、減震件、電機定子線圈絕緣膠帶,耐高溫電位器密封圈及電機高壓線圈的推力環等。
使用自黏性硫化硅橡膠三角帶作電機電器線圈的包紮絕緣材料,可製得具有耐熱、防潮、防振等特性的電機,而廣泛用於航海、礦山及冶金等部門。
由硅橡膠及聚酯纖維增強的硅橡膠製成的輸電線路用絕緣子與陶瓷絕緣子相比,具有質量輕、效能好及良好的防飛弧、防鹽霧、防塵土污染等特性。
通用電位器及耐高溫電位器使用大量硅橡膠絕緣襯套及密封圈,保證了電位器的良好工作性能。低下長途通訊裝置、軟傳導管、大功率可控硅管、鍋爐熱風熱交換器密封、微波管線法蘭密封等,都大量使用硅橡膠。
熱收縮硅橡膠管除具有硅橡膠所有的耐高、低溫,耐老化和優良的電絕緣性外,還具有熱收縮性,可用於各種電器設備的連接、保護和絕緣。
使用時將製品套於被包覆物上,然後採用簡單使用的方式加熱製品,即可自行收縮,並緊固在被包覆體表面,若用於交流電機轉子銅排絕緣,交流電機線圈小引出線頭及極間連接線絕緣等,具有操作迅速及施工方便的特點。
導電硅橡膠可用作各種電子電器設備的導電連接件,它能緊密與接點接觸面貼合。使用導電硅橡膠及按鍵膠製成的各種電子計算機、電視機、傳真機、電話機及電子遊戲機遙控器等,已獲得廣泛的應用。它具有不產生振動,接收輸入信號可靠,產品薄型輕量化等優點。
使用導電硅橡膠製成的各種密封圈墊等使用於微波管法蘭密封盒屏蔽,不僅可滿足氣壓密封,還可防止微波傳輸泄露。使用硅橡膠做電子手錶及電子鐘內液晶顯示片中的導電連接片,性能穩定,顯示數字準確,加工應用均較方便。採用硅橡膠還可用在微波烘烤箱,傳真機及無引線集成電路等方面。
電視機高壓帽質量,直接影響電視機的使用壽命。使用硅橡膠制高壓帽,不僅高、低溫及電絕緣性能穩定,而且還耐臭氧,保證了電視機連續工作的安全性及可靠性。
二、汽車機械
十多年來,汽車朝著減輕重量、提高車速、節約燃料、限定排氣量及提高可靠性的方向發展,而其核心是縮小發動機尺寸。應用渦輪增壓器后,發動機罩下的工作溫度愈來愈高,70年代為100℃,80年代為150℃,進入90年代超過200℃。因而硅橡膠在關鍵部位的使用日益增多。
當前硅橡膠密封件及墊片已大量用於驅動軸、嵌蓋、油盤、冷卻器加水蓋、車前燈、滑動頂板、可開式車頂、消聲器接頭密封、耐高、低溫、耐候接插件以及通風儀等方面;硅橡膠制保護套主要用於火花塞、分配器、點火線圈、塞子、車前燈等;硅橡膠軟管主要用於加熱系統、渦輪增壓器等方面。此外織物增強的硅橡膠氣袋作為駕駛員及乘客的防撞安全措施也已用於汽車上。
過去,汽車上油封多用丁腈橡膠製造,但隨著車速提高,溫升增大,丁腈橡膠唇口容易龜裂。改用高抗撕硅橡膠后,滿意的解決了問題。硅橡膠點火電纜具有耐電暈、耐臭氧、節省燃料及不污染環境等優點,使用壽命長,且安全可靠;硅橡膠軟管用作散熱器及加熱器主要部件,具有長使用壽命(5年),至少可行駛80萬km。由於硅橡膠軟管耐熱性優良,還可用作渦輪增壓器空氣管道及回油管道的柔性接頭,這裡溫度高達205℃,通用有機橡膠無法承受。硅橡膠製件在無鑰匙門鎖、電氣系統保護罩、車燈鹵素燈罩、遮陽棚等方面都取得了成功的應用,並還會有愈來愈多的應用。
近年來美國福特汽車公司在生產新型發動機(4.6l,V-8)中使用了硅橡膠墊片及襯套,使發動機運轉噪音降低了50%。

發展史


硅橡膠最早是由美國以三氯化鐵為催化劑合成的。1945年,硅橡膠產品問世。1948年,採用高比表面積的氣相法白炭黑補強的硅橡膠研製成功,使硅橡膠的性能躍升到實用階段,奠定了現代硅橡膠生產技術的基礎。從二甲基二氯硅烷合成開始生產硅橡膠的國家有美國。俄羅斯、德國、日本、韓國和中國等。中國硅橡膠的工業化研究始於1957年,多家研究所和企業陸續開發出各種硅橡膠。到2003年底,中國硅橡膠生產能力為135千噸,其中高溫膠100千噸。

醫療領域


在眾多的合成橡膠中,硅橡膠是在其中的佼佼者。它具有無味無毒,不怕高溫和抵禦嚴寒的特點,在三百攝氏度和零下九十攝氏度時“泰然自若”、“面不改色”,仍不失原有的強度和彈性。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、化學穩定性等。由於具有了這些優異的性能,使得硅橡膠在現代醫學中廣泛發揮了重要作用。由醫院、科研單位和工廠共同協作,試製成功了多種硅橡膠醫療用品。
硅橡膠防噪音耳塞:佩戴舒適,能很好的阻隔噪音,保護耳膜。
硅橡膠胎頭吸引器:操作簡便,使用安全,可根據胎兒頭部大小變形,吸引時胎兒頭皮不會被吸起,可避免頭皮血腫和顱內損傷等弊病,能大大減輕難產孕婦分娩時的痛苦。
硅橡膠人造血管:具有特殊的生理機能,能做到與人體“親密無間”,人的機體也不排斥它,經過一定時間,就會與人體組織完全結合起來穩定性極為良好。
硅橡膠鼓膜修補片:其片薄而柔軟,光潔度和韌性都良好。是修補耳膜的理想材料,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、硅橡膠十二指腸管等,功效都十分理想。

用量


據中國汽車工業協會統計,2012年,汽車產銷分別達到1927.18萬輛和1930.64萬輛,同比分別增長4.63%和4.33%,汽車工業硅橡膠的用量約達2.0萬t。根據觀研天下的最新研究,增加有機硅材料在汽車零部件方面的用量,可以大幅度提高汽車的安全性能,因此,汽車產量和單車用量水平的提高都將推動汽車工業對硅橡膠需求的增加。國家鼓勵自主品牌的汽車發展,關鍵汽車零部件實現自主化,《2012年度黨政機關公務用車選用車型目錄(徵求意見稿)》為自主品牌擴大在政府採購的市場份額,為改變目前國內政府採購以合資品牌產品為主的局面提供了保障。促進自主品牌發展,國產汽車業的繁榮將為汽車膠的應用提供有力保障。預測未來3年,我國室溫硫化硅橡膠在汽車行業將以年均20%增長。
此外,硅橡膠是最重要的非石油基合成橡膠,約佔非石油基合成橡膠消費量的98%。但因為石油價格的大幅上漲,同時我國在硅橡膠的關鍵原料有機硅單體的生產技術方面取得突破,有機硅單體的生產技術在2005年前被幾家跨國公司壟斷,但目前我國已發展成為全球有機硅單體第1大國,這2個方面原因使硅橡膠的價格從2011年起開始低於石油基合成橡膠,僅約為大宗石油基橡膠的80%~90%,成為最廉價的合成橡膠,並開始大規模替代石油基合成橡膠。這將極大拓展有機硅產業的市場空間,同時將帶動硅油、硅烷偶聯劑和硅樹脂等其他有機硅產品的消費。

分類


硅橡膠的生產廠家一般擁有數十個乃至上百個品種牌號,多是按照商品特性和用途編號,也有按照硫化方式和化學結構進行分類的。按照硫化溫度,硅橡膠可分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠。從包裝形式上則可以分為單組分、雙組分室溫硫化硅橡膠。按照聚合度,硅橡膠還可以分為混煉型硅橡膠和液體硅橡膠。
硅橡膠系列產品分類可見圖所示。
硅橡膠
硅橡膠