硅橡膠是有機(jī)硅產(chǎn)品中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最為廣泛的一大類(lèi)產(chǎn)品。硅橡膠硫化后具有優(yōu)異的耐高、低溫、耐候性、憎水、電氣絕緣性、生理惰性等特點(diǎn),在國(guó)防軍工、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中獲得了廣泛應(yīng)用。本文對(duì)硅橡膠的主要特點(diǎn)做了簡(jiǎn)介。
1.硅橡膠制品的特點(diǎn)和用途簡(jiǎn)介
硅橡膠高聚物分子是由Si-O(硅-氧)鍵連成的鏈狀結(jié)構(gòu),其主要組成是高摩爾質(zhì)量的線型聚硅氧烷。由于Si-O-Si鍵是其構(gòu)成的基本鍵型,硅原子主要連接甲基,側(cè)鏈上引入極少量的不飽和基團(tuán),分子間作用力小,分子呈螺旋狀結(jié)構(gòu),甲基朝外排列并可自由旋轉(zhuǎn),使得硅橡膠比其他普通橡膠具有更好的耐熱性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性等。典型的硅橡膠即聚二甲醛硅氧烷,具有一種螺旋形分子構(gòu)型,其分子間力較小,因而具有良好的回彈性,同時(shí)指向螺旋外的甲醛基可以自由旋轉(zhuǎn),因而使硅橡膠具有獨(dú)特的表面性能,如憎水性及表面防粘性。下表列出了硅橡膠的主要特點(diǎn)和用途。
耐熱性:硅橡膠比普通橡膠具有好得多的耐熱性,可在150度下幾乎永遠(yuǎn)使用而無(wú)性能變化;可在200度下連續(xù)使用10,000小時(shí);在350度下亦可使用一段時(shí)間。廣泛應(yīng)用于要求耐熱的場(chǎng)合:熱水瓶密封圈壓力鍋圈耐熱手柄
耐寒性:普通橡膠晚點(diǎn)為-20度~-30度,即硅橡膠則在-60度~-70度時(shí)仍具有較好的彈性,某些特殊配方的硅橡膠還可承受極低溫度
耐侯性:普通橡膠在電暈放電產(chǎn)生的臭氧作用下迅速降解,而硅橡膠則不受臭氧影響。且長(zhǎng)時(shí)間在紫外線和其他氣候條件下,其物性也僅有微小變化。戶(hù)外使用的密封材料
電性能:硅橡膠具有很高的電阻率且在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)其阻值保持穩(wěn)定。同時(shí)硅橡膠對(duì)高壓電暈放電和電弧放電具有很好的抵抗性。高壓絕緣子電視機(jī)高壓帽電器零部件其他
導(dǎo)電性:當(dāng)加入導(dǎo)電填料(如碳黑)時(shí),硅橡膠便具有鍵盤(pán)導(dǎo)電接觸點(diǎn)
導(dǎo)熱性:當(dāng)加入某些導(dǎo)熱填料時(shí),硅橡膠便具有導(dǎo)熱性散熱片導(dǎo)熱密封墊復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)導(dǎo)熱輥
輻射性:含有苯基的硅橡膠的耐輻射大大提高電絕緣電纜核電廠用連接器等
阻燃性:硅橡膠本身可燃,但添加少量抗燃劑時(shí),它便具有阻燃性和自熄性;且因硅橡膠不含有機(jī)鹵化物,因而燃燒時(shí)不冒煙或放出毒氣。各種防火嚴(yán)格的場(chǎng)合
透氣性:硅橡膠薄膜比普通橡膠及塑料打臘膜具有更好的透氣性。其另一特征就是對(duì)不同的透氣率具有很強(qiáng)的選擇性。氣體交換膜醫(yī)用品人造器官
2.硅橡膠制品的主要性能及應(yīng)用:硅橡膠按其硫化溫度,可分為高溫(加熱)硫化型及和室溫硫化型兩大類(lèi),高溫膠主要用于制造各種硅橡膠制品,而室溫膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。
(1)熱硫化硅橡膠(HTV)熱硫化硅橡膠(HTV)是有機(jī)硅產(chǎn)品中最重要的一類(lèi),甲基乙烯基硅橡膠(VMQ)是HTV中最主要的品種,俗稱(chēng)高溫膠。甲基乙烯基硅橡膠(生膠)是無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒、無(wú)機(jī)械雜質(zhì)的膠狀物,生膠按需要加入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)劑、結(jié)構(gòu)控制劑、硫化劑等助劑一起混煉,然后升溫模壓成型或擠出成型,再經(jīng)二段硫化做成各種制品。其制品具有優(yōu)良的電絕緣性,抗電弧、電暈、電火花能力強(qiáng),防水、防潮、抗沖擊力、抗震性好,具有生理惰性,透氣性等性能。主要用于航空、儀表、電子電器、航海、冶金、機(jī)械、汽車(chē)、醫(yī)療衛(wèi)生等部門(mén),可做各種形狀的密封圈、墊片、管、電纜,也可做人體器官、血管、透氣膜以及橡膠模具,精密鑄造的脫模劑等。
(2)室溫硫化硅橡膠(RTV)室溫硫化硅橡膠一般包括縮合型和加成型兩大類(lèi)。加成型室溫膠是以具有乙烯基的線性聚硅氧烷為基礎(chǔ)膠,以含氫硅氧烷為交聯(lián)劑,在催化劑存在下于室溫至中溫下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而成為彈性體。它具有良好的耐熱性、憎水性、電絕緣性,同時(shí)由于活性端基的引入,使其具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能,尤其是在抗張強(qiáng)度、相對(duì)伸長(zhǎng)和撕裂強(qiáng)度上有了明顯的提高。它適用于多種硫化方法,如輻射硫化、過(guò)氧化物硫化及加成型硫化,廣泛用于耐熱、防潮、電絕緣、高強(qiáng)度硅橡膠制品等方面。縮合型室溫硫化硅橡膠是以硅羥基與其他活性物質(zhì)之間的縮合反應(yīng)為特征,于室溫下即可交聯(lián)成為彈性體的硅橡膠,產(chǎn)品分為單組份包裝和雙組份包裝兩種形式。單組分室溫硫化硅橡膠(簡(jiǎn)稱(chēng)RTV-1膠)是縮合型液體硅橡膠中主要產(chǎn)品之一。通常由基礎(chǔ)聚合物、交聯(lián)劑、催化劑、填料及添加劑等配制而成。產(chǎn)品包裝在密封軟管中,使用時(shí)擠出,接觸空氣后能自行硫化成彈性體,使用極為方便。硫化膠能在(–60~+200℃)溫度范圍長(zhǎng)期使用,具有優(yōu)良的電氣絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性,能耐水,耐臭氧,耐氣候老化,對(duì)多種金屬和非金屬材料有良好的粘接性。主要用作各種電子元器件及電氣設(shè)備的涂復(fù),包封材料起絕緣,防潮,防震作用;作為半導(dǎo)體器件的表面保護(hù)材料;也可作為密封填隙料及彈性粘接劑等。雙組分室溫硫化硅橡膠(簡(jiǎn)稱(chēng)RTV-2膠)使用上沒(méi)有RTV-1膠方便,但其組分比例富于變化,一個(gè)品種可以得到多種規(guī)格性能的硫化制品,而且還能深度硫化,因而被廣泛用于電子電器、汽車(chē)、機(jī)械、建筑、紡織、化工、輕工、印刷等行業(yè)作絕緣、封裝、嵌縫、密封、防潮、抗震及制作輥筒的材料。此外,由于RTV-2具有優(yōu)異的脫模性,因而作為軟模材料大量用于文物、工藝品、玩具、電子電器、機(jī)械零件等的復(fù)制與制造。有機(jī)硅密封膠的典型應(yīng)用場(chǎng)合之一是玻璃幕墻。將玻璃與鋁合金框架用有機(jī)硅結(jié)構(gòu)膠粘接作為外墻材料,伸縮縫則用有機(jī)硅耐候膠做防水密封。其他方面的應(yīng)用還包括用于鋁合金門(mén)窗和塑鋼門(mén)窗的周邊密封,玻璃安裝及移動(dòng)槽的拼縫、鉚釘及固定螺絲的密封:廚房、浴室、洗手間的衛(wèi)生潔具及臺(tái)面、墻體、家具之間的防水密封;水族館、天棚、金屬頂蓋、櫥窗、柜臺(tái)、護(hù)墻板、彩鋼板的密封;用于高等級(jí)公路板塊間的防水嵌縫密封等。RTV除了建筑用密封膠以外,還包括用于航空航天、核電站、電子、機(jī)械、汽車(chē)等行業(yè)的密封材料,用于電子元器件灌封的有機(jī)硅灌封材料,用作軟模材料的有機(jī)硅模具膠等。這些品種的需求量相對(duì)較少,但在很多場(chǎng)合卻是不可少的。