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| 硅橡膠主要品種 所屬分類(lèi):行業(yè)新聞 點(diǎn)擊次數(shù)：11978 發(fā)布時(shí)間：2012/3/3 0:04:28 返回上一頁(yè) |
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(jī)理和使用工藝不同可分為三大類(lèi)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(diǎn)：?jiǎn)谓M分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)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(yōu)點(diǎn)是固化時(shí)不放熱,收縮率很小，不膨脹，無(wú)內(nèi)應(yīng)力，固化可在內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行，可以深部硫化；加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時(shí)間主要決定于溫度。
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(lèi)。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(qiáng)力型、耐油型、醫(yī)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(jiǎn)稱(chēng)甲基硅橡膠）：
制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(yè)上通常是先將經(jīng)過(guò)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(zhì)中，在酸催化下進(jìn)行水解縮合，并分離出雙官能度的硅氧烷四聚體即八甲基環(huán)四硅氧烷，然后再使四環(huán)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(wú)色透明的彈性體，通常用活性較高的有機(jī)過(guò)氧化物進(jìn)行硫化。硫化膠可
在-60~+250℃范圍內(nèi)使用，二甲基硅橡膠的硫化活性低，高溫壓縮永久變形大，不宜于制厚制品，厚制品硫化比較困難，內(nèi)層亦易起泡。由于含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡膠性能較之為優(yōu)，故二甲基硅橡膠已逐漸被甲基乙烯基硅橡膠所取代�，F(xiàn)今生產(chǎn)和應(yīng)用的其它類(lèi)型的硅橡膠，它們除含有二甲基硅氧烷結(jié)構(gòu)單元外，還含有或多或少的其它雙官能硅氧烷的結(jié)構(gòu)單元，但其制備方法與二甲基硅橡膠的制法沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，其制備方法一般為在有利于環(huán)體形成的條件下，使所需的某種雙官能度的硅單體進(jìn)行水解縮合，然后按其所需比例加入八甲基環(huán)四硅氧烷，再在催化劑作用下共同反應(yīng)而制得。 2、甲基乙烯基硅橡膠�。ê�(jiǎn)稱(chēng)乙烯基硅橡膠）：
圖片由中國(guó)雙利提供 此種橡膠由于含有少量的乙烯基側(cè)鏈，故比甲基硅橡膠容易硫化，使之有更多種類(lèi)的過(guò)氧化物可供硫化使用，并可大大減少過(guò)氧化物的用量。采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(jìn)，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，可制成厚制品且壓出、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(jiǎn)稱(chēng)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(jié)或甲基苯基硅氧鏈節(jié)而得。
根據(jù)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(dāng)橡膠發(fā)生結(jié)晶或接近于玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)或者這兩種情況重疊，均會(huì)導(dǎo)致橡膠呈現(xiàn)僵硬狀態(tài)。引入適量的大體積的基團(tuán)使聚合物鏈的規(guī)整性受到破壞，則可降低聚合物的結(jié)晶溫度，同時(shí)由于大體積基團(tuán)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%）即由于上述原因具有優(yōu)良的耐低溫性能，且與所用苯基單體類(lèi)型無(wú)關(guān)。硫化膠的脆性溫度為-120℃，是現(xiàn)今低溫性能好的橡膠。低苯基硅橡膠兼有乙烯基硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)，而且成本也不很高，因此有取代乙烯基硅橡膠的趨勢(shì)。在大大提高苯基含量時(shí)則會(huì)使分子鏈的剛性增大，從而導(dǎo)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(dá)C6H5/Si=20~34%為中苯基硅橡膠具有耐燒蝕的特點(diǎn)，高苯基硅橡膠（C6H5/Si=35~50%）則具有優(yōu)異的耐輻射性能。 4、氟硅、腈硅橡膠氟硅橡膠是側(cè)鏈引入氟代烷基的一類(lèi)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(yōu)良的耐油、耐溶劑性能，如對(duì)脂肪烴、芳香烴、氯代烴、石油基的各種燃料油、潤(rùn)滑油、液壓油以及某些合成油在常溫和高溫下的穩(wěn)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(duì)于單純的氟橡膠而言，是一種很大的改進(jìn)。含三氟丙基的氟硅橡膠保持彈性的溫度范圍一般為-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(shí)將會(huì)產(chǎn)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，有利于解決膠料粘輥和存放結(jié)構(gòu)化嚴(yán)重等問(wèn)題，能延長(zhǎng)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(jié)時(shí)，會(huì)有助于耐低溫性能的改善，且加工性能良好。
腈硅橡膠是側(cè)鏈引入腈烷基（一般為β—腈乙基或γ—腈丙基）的一類(lèi)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(lèi)型和含量對(duì)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(dāng)γ—腈丙基含量增至33~50%克分子時(shí)，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(shí)則能使腈硅橡膠的耐熱性進(jìn)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(lèi)硅橡膠。
由于苯撐基的引入，因而使硅橡膠的耐輻射性能大大提高，同時(shí)因芳環(huán)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(qiáng)度則有所增高。苯撐硅橡膠具有優(yōu)良的耐高溫、抗輻射性能，耐高溫可達(dá)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(dāng)苯撐含量為60%、苯基含量30%、甲基含量10%（乙烯基含量0.6%）時(shí)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(diǎn)是低溫性能不佳，脆性溫度為-25℃，影響了它在某些方面的應(yīng)用，苯醚撐硅橡膠的低溫性能則遠(yuǎn)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(tuán)的聚硅氧烷。
苯醚撐硅橡膠具有良好的力學(xué)性能，一般抗張強(qiáng)度可達(dá)150~180公斤/平方厘米（即14.7~17.7Mpa遠(yuǎn)高于乙烯基硅橡膠強(qiáng)度，同時(shí)具有優(yōu)良的耐輻射性能并優(yōu)于苯撐硅橡膠。它可耐長(zhǎng)時(shí)間250℃熱空氣老化，老化后仍具有較高的強(qiáng)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(yuǎn)優(yōu)于苯撐硅橡膠。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(lèi)合成潤(rùn)滑油、磷酸酯液壓油的性能�？傊�，苯醚撐硅橡膠與乙烯基硅橡膠相較具有較高的強(qiáng)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于制造特殊要求的模型制品和壓出制品。 6、室溫硫化硅橡膠室溫硫化型硅橡膠（簡(jiǎn)稱(chēng)RTV）是指不需加熱在室溫下即可硫化的一類(lèi)硅橡膠。室溫硫化硅橡膠是一種端基含有羥基（或乙酰氧基）的硅橡膠，分子量較低，通常 為粘稠狀的流體。這類(lèi)橡膠中加入適量補(bǔ)強(qiáng)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。硫化完全之后在耐熱性、耐寒性、介電性能等方面都很好，唯其機(jī)械強(qiáng)度較低些，可用于澆鑄和涂敷膠料。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(bǔ)強(qiáng)填充劑、硫化劑等配合而成，使用時(shí)再添加催化劑。常用的硫化劑為有機(jī)錫鹽，如二月桂酸二丁基錫，用量一般為0.5~5份或采用辛酸亞錫，它比二月桂酸二丁基錫的催化能力強(qiáng)。硫化時(shí)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(fā)生脫醇縮合反應(yīng)而形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。改變硫化劑和催化劑的用量，即可調(diào)節(jié)硫化速度，一般用量大時(shí)，硫化速度快，反之則慢。在硫化過(guò)程中，生成的醇類(lèi)物質(zhì)逐漸從硫化膠中擴(kuò)散逸出。
單組份型室溫硫化硅橡膠，是由端基含有乙酰氧基的硅橡膠與補(bǔ)強(qiáng)填充劑以及其它助劑配合而成，使用時(shí)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(duì)金屬、玻璃和塑料等都有很好的粘合力，其缺點(diǎn)是硫化過(guò)程中伴有醋酸生成，雖能從硫化膠中擴(kuò)散逸出，但對(duì)接觸物體，特別是對(duì)金屬有腐蝕作用。單組份型作用方便，特別適用于密封、嵌縫等用途。 7、液體硅橡膠根據(jù)分子結(jié)構(gòu)中所含官能團(tuán)（即交聯(lián)點(diǎn)）位置，常把帶有官能團(tuán)的液體橡膠分成兩大類(lèi)：一類(lèi)是官能團(tuán)處于分子結(jié)構(gòu)兩端的稱(chēng)之為遙爪型液體橡膠；另一類(lèi)是活性官能團(tuán)在主鏈中呈無(wú)規(guī)分布，即所謂在分子結(jié)構(gòu)內(nèi)帶官能團(tuán)者，稱(chēng)為非遙爪型液體橡膠。當(dāng)然，也有既帶中間官能團(tuán)又帶有端基官團(tuán)的，目前重點(diǎn)是對(duì)遙爪型液體橡膠進(jìn)行研究。對(duì)于液體橡膠，應(yīng)根據(jù)其所含的活性官能基來(lái)選擇帶有適當(dāng)官能團(tuán)的鏈增長(zhǎng)劑或交聯(lián)劑。
液體硅橡膠可用于涂敷、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(zhǎng)劑，用有機(jī)過(guò)氧化物，如過(guò)氧化二苯甲酰、25—二甲基地5—二叔丁基過(guò)氧己烷為硫化劑，此種膠料流動(dòng)性好、粘度低，在其硫化過(guò)程中同時(shí)發(fā)生鏈子增長(zhǎng)反應(yīng)，故可獲得高分子量的彈性體，具有良好的物理機(jī)械性能。
鏈增長(zhǎng)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(yīng)而得，產(chǎn)物容易水解，故需存放在干燥密閉的容器中，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(nèi)的端羥基緩慢反應(yīng)，其反應(yīng)速度隨溫度升高而加快。
從理論上講，此反應(yīng)可連續(xù)進(jìn)行，直至獲得無(wú)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(yīng)的活化點(diǎn)，能促使聚二甲基硅氧烷交聯(lián)，生成高分子量的彈性體。
由于吡咯烷酮基與羥基在室溫下反應(yīng)十分緩慢，故加入各組分經(jīng)混合后的膠料具有較長(zhǎng)的適用期，在1小時(shí)內(nèi)膠料的粘度基本不變，但仍保持良好的流動(dòng)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。 |
