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硅橡胶资料. 一 概述. 硅橡胶是一种兼有无机和有机性质的高分子弹性体，它的分子主连是由硅原子和氧原子交替组成（ —si—0—si— ），硅氧键键能达 370KJ/mol ，比一般的碳碳结合键能（ 240KJ/mol ）要大的多， 这是硅橡胶具有很高热稳定性的主要原因之一。 它的侧链是与硅原子相连接的 CH 或取代的 CH 有机基团，最早这种基团是甲基，后来为了提高生胶的硫化活性及其它的改性，逐渐发展了在侧连上引入了极少量的不饱和乙烯基或其他的有机取代基团。这种低不饱和性的分子结构使硅橡胶具有优良的耐热老化和耐侯老化，对紫外线和臭氧的作用十分有效。
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一 概述 • 硅橡胶是一种兼有无机和有机性质的高分子弹性体，它的分子主连是由硅原子和氧原子交替组成（—si—0—si—），硅氧键键能达370KJ/mol，比一般的碳碳结合键能（240KJ/mol）要大的多，这是硅橡胶具有很高热稳定性的主要原因之一。 • 它的侧链是与硅原子相连接的CH或取代的CH有机基团，最早这种基团是甲基，后来为了提高生胶的硫化活性及其它的改性，逐渐发展了在侧连上引入了极少量的不饱和乙烯基或其他的有机取代基团。这种低不饱和性的分子结构使硅橡胶具有优良的耐热老化和耐侯老化，对紫外线和臭氧的作用十分有效。 • 硅氧链呈螺旋形结构，分子链的柔韧性大，分子间的相互作用力弱，这些特征使它的硫化胶柔软而富有弹性，但物理机械性能差。当温度变化时，分子间的作用力改变很小，所以它的各种性能，特别是弹性变化不大。
二甲基硅橡胶 • 二甲基硅橡胶简称甲基硅橡胶，是硅橡胶中最老的品种，在-60 ℃ ～250℃温度范围内能保持良好的弹性。由于硫化活性低，工艺性能差，壁厚制品在二次硫化时易发泡，高温压缩变形大等缺点,目前除少量用于织物涂覆外，已被甲基乙烯基硅橡胶取代。 • 分子结构式如下： CH3 ( SI—O)n CH3 适用范围： -60 ℃ ～250℃
甲基乙烯基硅橡胶 • 甲基乙烯基硅橡胶简称乙烯基硅橡胶，是由二甲基硅氧烷与少量乙烯基烷共聚而成，乙烯基含量在0.1 ～0.3mol%。 • 分子结构式如下： CH3 CH3 （Si O）m(Si O)n CH3 CH3 CH=CH2 m=5000 ～ 10000 n=10 ～20 使用温度： -70 ℃ ～300℃
特性： 1.少量不饱和乙烯基的引入使它的硫化工艺及成品性能，特别是耐热老化性和高温抗压缩变形有很大 改进。 2.甲基乙烯基硅氧烷的含量对硫化作用和硫化胶的耐热性有很大影响，含量少则不显著，含量过大（0.5mol%）会降低硫化胶的耐热性。 • 应用 在硅橡胶生产中，甲基乙烯基硅橡胶是产量最大，应用最广的，除大量应用的通用型胶料外，各种专用性硅橡胶和具有加工特性的也都以它为基础进行加工配合，如高强度硅橡胶、低压缩永久变形硅橡胶，导电硅橡胶，导热硅橡胶以及简便操作不用二次硫化的硅橡胶、颗粒硅橡胶等。 美晨现用的为乙烯基硅橡胶
甲基乙烯基苯基硅橡胶（最好的耐低温硅橡胶）甲基乙烯基苯基硅橡胶（最好的耐低温硅橡胶） • 甲基乙烯基苯基硅橡胶简称苯基硅橡胶，它是在乙烯基硅橡胶的分子链中引入二苯基硅氧烷链节（或甲基苯基硅氧烷链节）而制成的，通过引入大体积的苯基来破坏二甲基硅氧烷结构的规整性，降低聚合物的结晶温度和玻璃化温度。 • 苯基硅橡胶的分类： 按苯基含量分为：低苯基硅橡胶、中苯基硅橡胶、高苯基硅橡胶。 低苯基硅橡胶：苯基含量5 ～15mol%，耐低温 中苯基硅橡胶：苯基含量15 ～25mol%，耐腐蚀 高苯基硅橡胶：苯基含量30～50mol%，耐辐射
分子结构式如下： • CH3 C6H5 CH3 （Si O）m（ Si O ）n（ Si O ）p CH3 C6H5 CH=CH2 其中C6H5为苯基，苯基的引入破坏了二甲基硅氧烷结构的规整性，降低聚合物的结晶温度和玻璃化温度，因此苯基硅橡胶有良好的耐低温性能。
甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶（良好的耐油性能）甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶（良好的耐油性能） • 甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶简称氟硅胶，它是在乙烯基硅橡胶（乙烯基含量一般为0.3mol%）的分子链中引入氟带烷基（一般为三氟丙基）。 • 氟硅胶特点： 1.具有良好的耐油性能，比乙烯基硅橡胶好的多； 2.具有良好的耐溶剂性能，比乙烯基硅橡胶好的多，例如它对脂肪族、芳香族和氯化烃类溶剂、石油基的各种燃料油（1#油、3#油….）、润滑油、液压油以及某些合成油（二脂类润滑油、硅酸脂类液压油）在常温和高温下稳定性良好。 3.耐温性能比乙烯基硅橡胶要差一些，工作温度范围： -50 ℃ ～250℃
分子结构式： CH3 CH3 ( Si O )m ( Si O )n CH2CH2CF3 CH=CH2 使用温度范围：-50 ℃ ～250℃ 耐油、耐溶剂
硅橡胶分类 按不同特性分成下列几类： 1.通用型：采用乙烯基硅橡胶与补强剂等组成，硫化机物理机械性能属于中等强度，拉伸强度4.9 ～6.9MPa（5 ～ 7kgl/cm2），伸长率为：200 ～300%，是用量最多，通用性最大的一类胶料。 2.高强度型（高抗撕）：采用乙烯基硅橡胶或者低苯硅橡胶，以比表面积较高的气相白炭黑或者经过改性处理的白炭黑做补强剂，并加入适宜的加工助剂和特殊添加剂等综合性配合改进措施，改进交联结构（产生集中交联），提高撕裂强度，这种胶料的拉伸强度为7.8 ～9.81MPA（80 ～ 100kgl/cm2），扯断伸长率为500% ～1000%，撕裂强度29.4 ～49KN/m。
3.耐高温型：采用乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶，补强剂的类型和耐热添加剂经适当选择，可制的300 ～350 ℃的高温硅橡胶。 4.低温型：主要采用低苯基硅橡胶，脆性温度可达-120 ℃，在-90 ℃时不丧失弹性。 5.低压缩永久变形型：采用乙烯基硅橡胶，以乙烯基专用的有机过氧化物做硫化剂。当压缩率为30%时，在150 ℃下压缩24 ～72小时后的压缩永久变形为7.0 ～15%（普通硅橡胶为20 ～30% ） 6.电线、电缆型：主要采用乙烯基硅橡胶，选用电绝缘性良好的气相白炭黑做为补强剂，具有良好的压出工艺性能。 7.耐油耐溶剂型：主要采用氨硅橡胶，一般采用通用型和高强度型两种。 8.阻燃型9.导电型10.热收缩型。
11.免二段硫化型：采用乙烯基含量较高的乙烯基硅橡胶，通过控制生胶和配合剂的PH值，加入特殊添加剂制的。（橡胶工业手册P544）。11.免二段硫化型：采用乙烯基含量较高的乙烯基硅橡胶，通过控制生胶和配合剂的PH值，加入特殊添加剂制的。（橡胶工业手册P544）。 12.海绵硅橡胶：在乙烯基硅橡胶种加入亚硝基化合物、偶氮和重氮化合物等有机发泡剂，可制的发孔均匀的海绵。
二 配合 • 硅橡胶按硫化机理可分为三大类：有机过氧化物引发的自由基交联型、缩聚反应型、加成反应型。 • 配合剂主要包括：补强剂、硫化剂及某些特殊的助剂，一般需要5 ～6个组分即可组成实用配方。 • 配方设计注意点： 1.硅橡胶是饱和度高的生胶，通常不用硫磺硫化，采用热硫化，热硫化采用有机过氧化物做硫化剂，因此，生胶中不得含有能与过氧化物分解产物发生作用的活性物质（如槽法炭黑、某些有机促进剂和防老剂等），否则会影响硫化。 2.硅胶制品一般在高温下使用，其配合剂应在高温下保持稳定，为此通常选用无机氧化物做补强剂。 3.硅橡胶在微量的酸碱等极性化学试剂的作用下易引起硅氧烷的裂解和重排，导致硅橡胶耐热性降低。所以选用配合剂时必须考虑它的酸碱性，同时还应考虑过氧化物裂解产物的酸碱性，以免影响硫化胶的性能。（硅橡胶为非极性橡胶）
生胶的选择 • 生胶的选择：依据产品的性能和使用条件选择具有不同特性的生胶。 • 乙烯基硅橡胶：制品要求使用温度在-70 ～250 ℃范围 内，都可采用乙烯基硅橡胶。 • 低苯硅橡胶：制品要求使用温度很高时-90 ～300 ℃范围 内，可采用低苯硅橡胶。 • 氟硅胶：制品要求耐高低温又耐燃油和溶剂时，采用氟硅 胶
硫化剂和硫化机理 • 热硫化硅橡胶的硫化剂：主要有有机过氧化物、脂肪族偶氮化合物、无机化合物、高能射线等。 • 常用的是有机过氧化物。（美晨有双二四和双二五）理由是：有机过氧化物在室温下比较稳定，但在较高的温度下能迅速分解产生游离基，从而使硅橡胶交联。 • 硅橡胶常用硫化剂：BP、DCBP、TBPB、DTPB、DCP、DBPMH。
