高溫硫化矽橡膠
高溫硫化矽橡膠
高溫硫化矽橡膠是高分子量（分子量一般為40～80萬(wàn)）的聚有機(jī)矽氧烷（即生膠）加入補(bǔ)強(qiáng)填料和其它各種添加
劑，采用有機(jī)過(guò)氧化物為硫化劑，經(jīng)加壓成型（模壓、擠壓、壓延）或注射成型，並在高溫下交鏈成橡皮。這種橡膠
一般簡(jiǎn)稱為矽橡膠。
高溫硫化矽橡膠的硫化一般分為兩個(gè)階段進(jìn)行，**階段是將矽生膠、補(bǔ)強(qiáng)劑、添加劑、硫化劑和結(jié)構(gòu)控製劑進(jìn)
行混煉，然後將混煉料在金屬模具中加壓加熱成型和硫化，其壓力為50公斤／cm2左右，溫度為120～130℃，時(shí)間為
10～30分鐘，**階段是將矽橡皮從模具中取出後，放人烘箱內(nèi)，於200～250℃下烘數(shù)小時(shí)至24小時(shí)，使橡皮進(jìn)一步
硫化，同時(shí)使有機(jī)過(guò)氧化物分解揮發(fā)。
矽橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料是各種類型的白炭黑，它可使硫化膠的強(qiáng)度增加十倍。加入各種添加劑主要是降低膠的成本、
改善膠料性能以及賦予硫化膠各種特殊性能如阻燃、導(dǎo)電等。交鏈劑是各種有機(jī)過(guò)氧化物，如過(guò)氧化苯甲酰，2,4-二
氯過(guò)氧化苯甲酰，二枯基過(guò)氧化物，2,5- 二甲基-2,5-二特丁基過(guò)氧已烷等。結(jié)構(gòu)控製劑是為了避免混煉膠料放置時(shí)
間過(guò)長(zhǎng)、產(chǎn)生"結(jié)構(gòu)化"使膠料變硬，難以加工熟化而加入的，可采用甲基羥基矽油或二苯基二羥基矽烷作為結(jié)構(gòu)控製
劑。
矽橡膠主鏈上的側(cè)基可以是甲基、乙基、乙烯基、苯基、三氟丙基等。*常用的是甲基,也可引人其它基團(tuán)以改
善加工性能和其它性能。因此，根據(jù)側(cè)基基團(tuán)和膠料配方的不同，可以得到各種不同用途的矽橡膠，一般可分為下麵
幾種類型：通用型（含甲基和乙烯基）、高溫和低溫型（含苯基、甲基和乙烯基）、低壓縮長(zhǎng)久變形（含甲基和乙烯
基）、低收縮（去揮發(fā)份）和耐溶劑（氟矽橡膠）等。下麵介紹幾種重要類型的矽橡膠。
1．二甲基矽橡膠
二甲基矽橡膠是投入商業(yè)化生產(chǎn)*早的一種矽橡膠，可在-60～200℃範(fàn)圍內(nèi)保持良好的彈性，耐老化性能好，有
優(yōu)異的電絕緣性能以及防潮、防震和生理惰性等特性。
二甲基矽橡膠主要用於織物塗覆，也可製成各種擠出及壓延製品用於機(jī)電、航空、汽車(chē)及*療等行業(yè)。但由於二
甲基矽橡膠硫化活性低，用於製造厚製品時(shí)，硫化困難，內(nèi)層易起泡且高溫壓縮長(zhǎng)久變形大，故目前已被甲基乙烯基
矽橡膠所取代。
2．甲基乙烯基矽橡膠
由於矽橡膠大分子結(jié)構(gòu)中引入少量乙烯基可大大改善矽橡膠的硫化加工性能，因此在目前應(yīng)用的矽橡膠中，大多
含有乙烯基。甲基乙烯基矽橡膠是*通用的一種矽橡膠，目前在國(guó)內(nèi)外矽橡膠的生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位。由於它在側(cè)鏈上
引入部份不飽和的乙烯基，使它的加工性能和物理機(jī)械性能均優(yōu)於二個(gè)基矽橡膠。它除具有二甲基矽橡膠一般特性外,
還具有較寬的使用溫度範(fàn)圍，可在一60～260℃範(fàn)圍內(nèi)保持良好彈性，它比二甲基矽橡膠容易硫化，具有較小的壓縮永
久變形，較好的耐溶劑的膨脹性和耐高壓蒸汽的穩(wěn)定性以及優(yōu)良的耐寒性等，而且又因?yàn)椴捎没钚暂^低的過(guò)氧化物進(jìn)
行硫化，從而減少了硫化時(shí)產(chǎn)生氣泡及橡膠穩(wěn)定性差的弱點(diǎn)。故一般用甲基乙烯基矽橡膠可製做厚度較大的製品。
甲基乙烯基矽橡膠是矽橡膠中應(yīng)用*廣泛的品種，近年來(lái)不斷湧現(xiàn)的各種高性能和特殊用途的矽橡膠，大都是以
乙烯基矽橡膠為基礎(chǔ)膠，例如高強(qiáng)度矽橡膠、低壓縮長(zhǎng)久變形矽橡膠、不需後硫化矽橡膠、耐熱導(dǎo)電矽橡膠和*用矽
橡膠等。甲基乙烯基矽橡膠在航空工業(yè)上，廣泛用作墊圈、密封材料及易碎、防震部件的保護(hù)層；在電氣工業(yè)中可作
電子元件等**絕緣材料，耐高溫電位器的動(dòng)態(tài)密封圈，地下長(zhǎng)途通信裝備的密封圈；在*學(xué)上，由於甲基乙烯基矽
橡膠對(duì)人體的生理反應(yīng)小、無(wú)毒，故用作外科整形、人造心臟瓣膜、血管等。
3．甲基苯基乙烯基矽橡膠
甲基苯基乙烯基矽橡膠是在甲基乙烯基矽橡膠的分子鏈中引入甲基苯基矽氧鏈節(jié)或二苯基矽氧鏈節(jié)而得的產(chǎn)品。
在聚矽氧烷的側(cè)基上引入苯基，由於破壞了二甲基矽氧烷結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，大大降低了聚合物的結(jié)晶溫度，擴(kuò)大了
該聚合物材料的低溫應(yīng)用範(fàn)圍。因此，甲基苯基乙烯基矽橡膠除了具有甲基乙烯基矽橡膠所有的壓縮長(zhǎng)久變形小、使
用溫度範(fàn)圍寬、抗氧化、耐候、防震、防潮和良好的電氣絕緣性能外，還具有**的耐低溫、耐燒蝕和耐輻照等性能.
這些性能隨分子鏈中苯基含量的不同而有所變化， 一般來(lái)說(shuō)，苯基含量（苯基與矽原子之比）在5～10％時(shí)稱低苯基
矽橡膠，它具有獨(dú)特的耐寒性能， 在-70～-100℃仍能保持橡膠的彈性，是所有橡膠中低溫性能*好的一種，加之它
兼有甲基乙烯基矽橡膠的優(yōu)點(diǎn)且成本不高，因此大有取代甲基乙烯基矽橡膠趨勢(shì)。苯基含量20～40％時(shí)稱中苯基矽橡
膠，它具有**的耐燃特性，一旦著火可以自熄。苯基含量在40～50％時(shí)稱高苯基矽橡膠，它具有優(yōu)異的耐輻射性能,
耐γ- 射線為1xI08 倫琴。一般說(shuō)來(lái)，隨著苯基含量的增加，矽橡膠分子鏈的剛性逐漸增大，矽橡膠的耐低溫性能逐
漸下降，但隨著苯基含量的增加，提高了硫化膠的耐燃性和耐輻照性。
甲基苯基乙烯基矽橡膠是宇航工業(yè)、**技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)其它部門(mén)的重要材料之一，可供製做各種模壓和擠出製
品用作航空工業(yè)的耐寒橡膠和用於耐燒蝕、耐熱老化或耐輻射部位的密封圈、墊、管材和棒材等。
4．氟矽橡膠
氟矽橡膠是指γ-三氟丙基甲基聚矽氧烷。氟矽橡膠具有優(yōu)良的耐化學(xué)物質(zhì)、耐溶劑和耐潤(rùn)滑油性能,此種矽橡膠
在非極性溶劑中的膨脹率小, 耐寒性及熱穩(wěn)定性好，抗著火性也好，故在飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛行、石油化工中
用作與燃料油和潤(rùn)滑油接觸膠管、墊片、密封圈、燃料箱村裡等，也可用於製造耐腐蝕的衣服、手套以及塗料、粘合
劑等。
5．腈矽橡膠
由於聚合物分子側(cè)鏈中含有β-腈乙基或γ-腈丙基強(qiáng)極性基團(tuán)，大大增加了分子鏈間作用力，提高了耐油、耐
溶劑性能。同時(shí)，由於引入一定量的腈烷基，破壞了聚合物結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，也大大改善了耐寒性。腈烷基的類型及其
含量，對(duì)性能影響很大，如含有7.5克分子％γ-腈丙基的矽橡膠，低溫性能與低苯基矽橡膠相似（其玻璃化溫度為
-114.5℃），耐油性比苯基矽橡膠好。隨γ-腈丙基含量增加至33～50克分子％，耐寒性降低，耐油性改善。用β-腈
乙基代替γ-腈丙基能提高腈矽橡膠的耐熱性，可耐250℃熱空氣老化。
腈矽橡膠的主要優(yōu)點(diǎn)是耐油和耐浴劑的性能優(yōu)異，可在-60～180℃的範(fàn)圍內(nèi)保持彈性，因此，可做成耐油橡膠製
品用於航空工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)和石油工業(yè)上；也可作為高性能飛行器的環(huán)境密封劑及油箱密封劑，在-54℃至200℃以上
能保持密封。腈矽橡膠可用普通設(shè)備進(jìn)行加工。
6．苯撐矽橡膠
苯撐矽橡膠的主要特點(diǎn)是具有優(yōu)良的耐輻射性能，其耐輻射性能為通用的甲基乙烯基矽橡膠的10～15倍，為高苯
基矽橡膠的5～10倍，因此，可用於宇航工業(yè)、原子能工業(yè)和核反應(yīng)堆等作為耐高能輻射的電纜、護(hù)套、墊圈以及熱收
縮管等。
7．乙基矽橡膠
在聚矽氧烷側(cè)鏈上引入乙基製得的二乙基矽橡膠，其突出的性能是耐寒性特彆好，耐寒性優(yōu)於二甲基矽橡膠和一
般的甲基乙烯基矽橡膠。乙基含量越高，耐寒性越好。但乙基的反應(yīng)活性比甲基大，因此，隨乙基含量越大，耐熱性
隨之下降。作為低溫使用的乙基矽橡膠，以在聚合物中含有二乙基矽氧鏈節(jié)為8克分子％為宜。乙基矽橡膠的使用溫度
一般為-70～200℃。
8．矽氮橡膠
矽氮橡膠的主要優(yōu)點(diǎn)是具有**的熱穩(wěn)定性,在430～480℃不分解，有的甚至能耐500℃以上的高溫。矽氮橡膠
的突出弱點(diǎn)是水解穩(wěn)定性差，曾一度被認(rèn)為冇有發(fā)展前途。後來(lái)發(fā)現(xiàn)主鏈中引入環(huán)二矽氮烷的聚合物具有很好的熱穩(wěn)
定性。用矽芳撐改性的含環(huán)二矽氮烷的彈性體，在空氣中加熱到425℃不失重，570℃時(shí)失重僅為10％，且具有較好的
水解穩(wěn)定性。