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        科普 | 什么是硅橡膠?

        * 來源: 全球有機硅網 * 發表時間: 2019/11/25 16:59:00 * 瀏覽: 5

             硅橡膠(SiliconeRubber)是一種兼具無機和有機性質的高分子彈性材料,其分子主鏈由硅原子和氧原子交替組成(—Si—O—Si—),側鏈是與硅原子相連接的碳氫或取代碳氫有機基團,這種基團可以是甲基、不飽和乙烯基(摩爾分數一般不超過01005)或其它有機基團,這種低不飽和度的分子結構使硅橡膠具有優良的耐熱老化性和耐候老化性,耐紫外線和臭氧侵蝕。分子鏈的柔韌性大,分子鏈之間的相互作用力弱,這些結構特征使硫化膠柔軟而富有彈性,但物理性能較差。

         

          硅橡膠發展于20世紀40年代,國外最早研究的品種是二甲基硅橡膠。1944年前后由美國DowCorning公司和GeneralElectric公司各自投入生產。我國在60年代初期研究成功并投入工業化生產?,F在生產硅橡膠的國家除我國外,還有美國、英國、日本、前蘇聯和德國等,品種牌號有1000多種。

          

               應用

               硅橡膠具有獨特的綜合性能,尤其是硅橡膠的生物相容性更是一種關鍵的特性,它已成功地用于其它橡膠用之無效的場合,解決了許多技術問題,滿足了現代工業和日常生活的各種需要。與其它橡膠一樣,硅橡膠可加工成各種型材、膠管、膠條、膠輥、膠布等制品;室溫硫化型硅橡膠可就地大面積施工,使用方便。

         

          (1)汽車工業
          硅橡膠在汽車工業中的應用增長速度很快,硅橡膠(特別是具有各種特性的硅橡膠)可耐燃油、潤滑油的侵蝕,提高汽車各部件的使用性能,降低維修費用??捎糜谄圏c火線、火花塞保護罩、加熱及散熱器用軟管、消聲器襯里、蓄電池接頭以及用氟硅橡膠制的加油泵等。隨著車輛電子電氣化的發展,室溫硫化硅橡膠廣泛用于電子零件、電氣裝配件的灌封料、風擋玻璃、車體四周密封及反射鏡等處的粘接密封劑。

         

          (2)電子、電氣工業
          電子、電氣工業是硅橡膠作為絕緣材料使用最早,需求量較大的一個領域。硅橡膠主要用于電視機陽極罩、高壓保護罩、高壓引出線、冰箱除霜器電線、功率或訊號傳遞用電線和電纜等。用硅橡膠制造的絕緣子將替代陶瓷制品廣泛用于輸電線路,特別是超高壓線路。導電硅橡膠用于電子計算機、電話等儀器的電接點件及液晶顯示觸點件。阻燃和耐輻射硅橡膠制造的電線、電纜廣泛用于原子能發電站。硅橡膠加熱片、加熱帶用于控制多種精密儀表和輸油管道的工作溫度,在醫療上作理療熱敷器用的加熱毯。室溫硫化型硅橡膠可作為防水、防潮和防震用灌封材料。

         

          硅橡膠因具有耐熱洗滌液性能,目前已廣泛用于洗碗機和洗衣機的泵用密封上。硅橡膠非常適于用作咖啡鍋、電氣油炸鍋和蒸汽熨斗等用具上的墊圈。立體聲耳機耳部和頭部的襯墊改用硅橡膠,能排除外界雜音,且柔軟舒適。

         

          (3)宇航工業
          硅橡膠是宇航工業中不可缺少的高性能材料,它能承受太空的超冷和返回大氣層的灼熱,延長飛機零件壽命,降低檢修保養費用,減少意外事故。主要用于飛機機體孔穴密封件、電接頭、密封開關、防塵和防水罩、墊圈墊片、噴氣式引擎和液壓裝置的“O”型密封環、氧氣面罩、調控膜片、熱空氣導管和雷達無線減震器等。耐燒灼硅橡膠適用于作火箭燃油閥門、動力源電纜和火箭發射井蓋涂層,以免受火箭噴射流的燒灼。室溫硫化硅橡膠可作為機體氣密性密封、窗框密封和防震、防潮灌封材料。

         

          (4)建筑工業
          硅橡膠具有良好的耐候性和施工性,作為粘接密封劑在建筑工業中得到了廣泛應用,超過了其它類型的密封劑。近年來,又開發了低模量高伸長型雙組分密封劑,它用于接縫移動大的混凝土預制件和幕墻等大型構件。室溫硫化硅橡膠還用于石棉水泥板連接處的密封、浴室磚縫和盥洗用具的密封。隨著今后橡膠價格的下降,將進一步擴大應用范圍,如在公路接縫的應用中替代瀝青和氯丁橡膠。高溫硫化型硅橡膠海綿條用作建筑物的門窗密封嵌條。

         

          (5)醫療領域
          硅橡膠具有良好的生物相容性,對機體反應小,性能穩定,血凝性低,能承受高溫高壓多次蒸煮,而且能加工成各種形狀的制品,如薄膜、海綿、氣囊,是目前醫學上應用最廣的一種材料。

         

          (6)其它領域
          除了上述各種應用外,硅橡膠在紡織、印刷、機械、塑料、化學、造紙及食品和化妝等領域的應用也明顯增加。典型的產品是用硅橡膠制成的輥筒,用作織物、塑料的熱定型、壓紋、壓延和復印機的定影。硅橡膠薄膜制成的氣調窗已用于貯存果品蔬菜。此外,硅橡膠在紡織高溫設備以及在堿、次氯酸鈉和雙氧水濃度較高的設備上作密封材料也取得良好的效果。

         

               硅橡膠研究的新進展

          硅橡膠具有卓越的耐高低溫、耐臭氧、耐氧、耐光和耐候老化性能,優良的電絕緣性能,特殊的表面性能和生理惰性以及高透氣性,應用范圍廣泛。但硅橡膠的拉伸強度和撕裂強度偏低,耐酸堿性較差,制造復雜產品時加工工藝性能也較差,近年來世界各國為此進行了許多改進研究工作,并取得了一些成果。

         

          (1)利用有機硅與其它單體或聚合物的共聚(共混),獲得了新的聚合(共混)物。例如,有機硅與聚碳酸酯的嵌段共聚物可作為選擇性透氣膜;有機硅與乙丙橡膠共混物的特性介于硅橡膠與乙丙橡膠之間;將硅橡膠與EVA共混,制得的共混物具有優良的物理性能、電性能、耐高溫老化性能和熱收縮性,經過適當配合可賦予優良的阻燃性能。利用耐高溫的硅橡膠與高拉伸強度的PMMA制造互穿聚合物網格,改善了硅橡膠的強度和PMMA的耐熱性,通過合成聚二甲基硅氧烷(PDMS)/聚苯乙烯(PS)互穿聚合物網絡,提高了有機硅網絡的力學和彈性性能。

         

          (2)通過改進配合技術,研制出高強度、高抗撕裂、低壓縮變形等性能良好以及耐高溫、耐超低溫、阻燃、導熱和熱收縮硅橡膠等各種專用性強的新品種。

         

          純硅橡膠不具備大多數應用所要求的機械強度,因此需要增強。傳統的增強方法是在硅橡膠固化之前加入補強填料,然后進行混煉、硫化等工藝。但耗時、耗能,污染環境,而且難以控制填料在膠料中的分散和聚集的程度。研究表明,沉淀法白炭黑、沉淀法二氧化鈦和鐵氧體、沸石和氧化鋁等填料對硅橡膠有較好的增強作用。在改善加工性能方面,研制了不需二段硫化的硅橡膠、顆粒硅橡膠(又稱粉末橡膠) 以及基于含乙烯基聚硅氧烷和含氫硅氧烷之間的催化加成反應,發展了硅橡膠液體注射成型系統。采用加成型雙組分體系,研制成觸變性好、施工性能優異和使用方便的膩子型制模硅橡膠。

         

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