氟硅橡胶制品的生产及应用概况
朱淮军1,李凤仪1,廖洪流2
(1.南昌大学化学系,江西南昌 330047;2.华南理工大学化工系,广东广州 510641)
摘要:介绍氟硅橡胶制品的生产及应用概况。氟硅橡胶制品主要由氟硅橡胶、补强填料、增量填料、改性添加剂和结构控制剂混炼塑化后,加入硫化剂加热加压硫化制得,可以满足极端温度条件下密封、涂覆、衬垫和浸渍等工艺对材料耐溶剂、耐油和耐酸碱等性能的要求,广泛应用于航空航天、汽车、电力、石油、电子电器、机械、医疗和建筑等领域。
关键词:氟硅橡胶;橡胶制品;结构控制剂;改性添加剂
中图分类号:TQ333.93 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2005)1120694204
作者简介:朱淮军(19792),男,江苏淮安人,南昌大学在读硕士研究生,主要从事氟硅单体及产品合成的研究与开发。
氟硅橡胶以含氟基团替代通常有机硅材料
硅2氧主链上的甲基侧链,既保持了有机硅材料耐高低温、耐天候及臭氧老化、电气绝缘、憎水、难燃、无毒无腐蚀、生理惰性、低表面张力以及优异的物理性能等优点,又赋予了材料耐油、耐溶剂和耐化学药品等特殊性能,具有广阔的应用前景。本文简要介绍氟硅橡胶制品的生产及应用概况。1 生产技术
在氟硅橡胶中,含氟的基团很多,如五氟丁基和七氟戊基等,但是目前用于制备具有商业价值氟硅橡胶的原材料主要是以甲基三氟丙基硅氧烷为基本结构的环三聚体。
氟硅橡胶按硫化机理可分为自由基型(用过氧化物硫化)、缩合型和加成型;按硫化类型可分为热硫化型、中温硫化型、室温硫化型和不硫化型;按产品形态及混配方式可分为混炼氟硅橡胶及液体氟硅橡胶。
热硫化型氟硅橡胶是相对分子质量为40万～80万的聚甲基三氟丙基硅氧烷。工业加工过程是先将氟硅橡胶、补强填料、增量填料、改性添加剂和结构控制剂等混炼,再将混炼胶塑化,混入硫化剂并出片,然后加热加压硫化成氟硅橡胶制品。补强填料多采用气相法白炭黑,以此提高氟硅橡胶的硬度和耐溶剂性能,并降低成本[1]。
室温硫化型氟硅橡胶是相对分子质量为
1万～8万的聚甲基三氟丙基硅氧烷。以羟基封
端的聚甲基三氟丙基硅氧烷可以制备缩合型室温
硫化氟硅橡胶,以不饱和烯烃基团封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷可以制备加成型室温硫化氟硅橡胶。
中温硫化型、室温硫化型和不硫化型氟硅橡胶统称为液体氟硅橡胶。1.1 氟硅橡胶
最具商业价值的氟硅橡胶是一类高相对分子质量的线形聚甲基三氟丙基硅氧烷。其中引入强极性的—Me (CF 3C H 2C H 2)SiO —链节,可有效提高相应硫化胶的耐油和耐溶剂性能。市售氟硅橡胶主要由—Me (CF 3C H 2C H 2)SiO —链节及少量的—Me (CH 2CH )SiO —链节组成[2],有的还引入了—Me 2S iO —等链节。封端基可以是Me 3SiO —,Me 2(C H 2C H )SiO —或HOMe 2SiO —等。氟硅橡胶不同于通用氟橡胶,它无需加入增塑剂即可制得低硬度的橡胶制品,且耐低温性能及压缩永久变形优于氟橡胶,其硫化胶的物理性能受温度变化的影响也较小。氟硅橡胶的性能主要取决于其化学组成,此外相对分子质量、挥发组分含量、酸碱性及机械杂质等对性能也有不同程度的影响。例如,相对分子质量过高或过低都将影响混炼加工性能及硫化胶的物理性能;挥发组分较多将影响制品的收缩率;酸碱性过大将影响硫化胶的耐高温老化性能。
线形聚甲基三氟丙基硅氧烷可由Me (CF 3C H 2C H 2)SiCl 2直接水解裂解而得[3]。在碱性催化剂的作用下将生成的环硅氧烷(主要是甲基三
氟丙基硅氧烷环三聚体)进一步精馏可得到纯度为99.5%的甲基三氟丙基硅氧烷环三聚体。工业生产中,特别是在使用硅氧烷醇钠HO[Me (CF3CH2CH2)SiO]n Na制备氟硅橡胶时,一般使用氢氧化钠做裂解催化剂,以获得以环三聚体为主的环硅氧烷。
[Me(CF3CH2CH2)SiO]3,[Me(CH2CH) SiO]4,(MeR″SiO)4和RR′2SiO(MeSiO)a SiR′2R (a为0或1)在酸或碱催化剂存在并加热的条件下共聚,可得到分子式为RR2SiO[Me(CF3 CH2CH2)SiO]m[Me(CH2C H)SiO]n[MeR″SiO]l SiRR′2的氟硅橡胶,式中R为甲基、乙烯基和羟基;R′和R″为甲基和羟基等。由于[Me (CF3CH2CH2)SiO]3受CF3C H2CH2—基团诱导效应和较大环体应力的影响,硅原子电正性增强,更易受亲核试剂进攻而使硅氧键断裂[4],故选用适宜的温度和碱性较低的催化剂是控制聚合反应的关键。常用的阴离子聚合催化剂有碱金属氢氧化物、碱金属醇盐、碱金属硅醇盐、硅醇季铵盐、亚胺基钾和氧化钾等;常用的阳离子聚合催化剂有强质子酸(硫酸、盐酸、硝酸、CF3SO3H以及磺酸型阳离子交换树脂等)及路易斯酸(三氯化铝、三氯化铁、二氯氮磷等)。工业上应用最广的是硅氧烷醇钾、硅氧烷醇四甲基胺及二氯氮磷。
当聚合反应结束后,必须从高粘度线形聚甲基三氟丙基硅氧烷中除去酸或碱催化剂。对于不同的催化剂,需选用不同的中和剂,例如,硅氧烷醇钾以二氧化碳和硅基磷酸酯中和,二氯氮磷以叔胺中和,硅氧烷醇四甲基胺则直接加热分解即可[5]。磷酸可以用作中和剂,但它在氟硅橡胶中分散性较差,因此多改用中和效率较高的硅基磷酸酯作中和剂。此外,还可使用气相法白炭黑、乙酸、22氯代乙醇、二甲基乙烯基乙酰基硅氧烷、正丁酸或苯甲酸等中和催化剂。
1.2 填料
未填充氟硅橡胶强度极低,无使用价值,必须进行补强。白炭黑是氟硅橡胶常用补强填料,特别是气相法白炭黑,可使生胶强度大大提高。
白炭黑是无定形结构体颗粒,结构单元是硅氧共价键无规则连接的三维结构,分子间排列较紧密。氟硅橡胶的分子主链结构单元也为硅氧键,二者具有相同的骨架。白炭黑填充到氟硅橡胶交联网的空隙中,两者接触时有较强的相互作用,在白炭黑表面的氟硅橡胶硅氧链的螺旋结构被打开,甲基等非键合基团向外,乙烯基参与网状交联,氟硅橡胶硅氧键和白炭黑的硅氧键交错排列,因而润湿特别好。同时补强填料表面的活性羟基与氟硅橡胶主链酸2碱吸附产生结构化效应,从而起到补强作用[6]。
氟硅橡胶除使用白炭黑作补强填料外,还经常配合使用硅藻土、高岭土和天然石英粉等作半补强填料及增量填料,以增大硫化胶的体积或质量,达到降低生产成本的目的,同时还可提高硫化胶硬度,改善其耐油性能及工艺性能。混入增量填料后,可改善混炼加工性能及延长胶料存放时间(不易结构化),但硫化胶的拉伸强度及拉断伸长率明显降低。通过增量填料和补强填料的合理配合使用,可以实现物理性能、原材料成本及加工性能三者之间的平衡。此外,还可加入三氧化二铁(着色和抗高温氧化)、炭黑(导电和补强)、金属粉(导电)、纤维状填料(提高撕裂强度)、中空玻璃微球和塑料微球(降低表面密度)等以赋予硫化胶某些特殊性能。
1.3 结构控制剂
氟硅橡胶与高补强亲水型白炭黑混炼成的胶料在存放过程中会慢慢变硬,塑性降低,并逐渐丧失返炼及成型加工等工艺性能。产生这一现象的原因是白炭黑表面的—Si—O H基团与氟硅橡胶分子中的Si—O键或—Si—O H端基作用生成氢键乃至发生化学结合,线形聚氟硅氧烷转变成假交联或微交联的半弹形态固体结构,从而使胶料可溶性降低,凝胶含量增大,胶料结构化。为了控制氟硅橡胶分子与填料之间的相互作用,延长胶料的存贮期,通常需要加入结构控制剂(又称增塑剂或浸润剂)以改善性能,抑制氟硅橡胶分子对白炭黑的物理吸附和化学结合,或使用表面改性处理过的填料,从而达到防止胶料结构化的目的。结构控制剂是一类含有羟基及烷氧基等极性基团的硅烷或低聚硅氧烷,包括二元醇[7],Ph2Si (O H)2,HO(MeRSiO)n H(R为Me或Ph,n小于10)[8],Me3SiN HSiMe3和(Me2SiN H)3[9]等。水也可作结构控制剂,但容易挥发,有效持久性较
差。结构控制剂的适宜用量取决于自身活性、白炭黑活性和用量以及硫化胶要求达到的性能等。
1.4 硫化剂
混炼胶的硫化主要是通过有机过氧化物引发氟硅橡胶中有机基团交联而实现的。常用的硫化剂有过氧化二苯甲酰(硫化剂B P)、2,42二氯过氧化苯甲酰(硫化剂DCB P)、过氧化苯甲酸叔丁酯(硫化剂TBPB)、二叔丁基过氧化物(硫化剂D T2 B P)、过氧化二异丙苯(硫化剂DCP)和2,52二甲基22,52双(叔丁基过氧化)己烷(硫化剂DB2 PM H)。过氧化物硫化剂的用量与其自身特征、氟硅橡胶品种、填料类型和用量以及硫化方法等有关。混炼型氟硅橡胶除使用过氧化物硫化外,还可使用高能射线辐照硫化。
使用过氧化物硫化剂时,为了操作安全、称量方便并改善其在氟硅橡胶中的分散性,通常将硅油或氟硅橡胶混入过氧化物中配制成一定质量分数的膏状物。例如,硫化剂B P和DCBP配成质量分数为015的膏状物;硫化剂DB PM H配成质量分数为01125～015的膏状物;硫化剂TBPB和D TB P配成质量分数为012的膏状物;硫化剂DCP配成质量分数为012～014的膏状物,或直接使用质量分数为0198左右的晶体,在45℃左右混炼时即可熔化,均匀分散在胶料中。
1.5 改性添加剂
(1)耐热添加剂
氟硅橡胶在大气中加热到200～250℃时,通常会发生侧链有机基团氧化,主链硅氧键裂解以及交联反应等。氟硅橡胶制品的耐热性能除了与氟硅橡胶、耐热添加剂和填料的种类及用量等有关外,还与混炼胶的p H值及含水量等有关。因而对氟硅橡胶聚合催化剂、反应后残余催化剂的中和剂以及白炭黑等填料和结构控制剂的选择都应十分慎重。提高氟硅橡胶热氧化稳定性的耐热添加剂有三氧化二铁、氢氧化铁、辛酸铁、有机硅二茂铁、硅醇铁、二氧化钛、氧化锰、二氧化铯、碳酸铯和炭黑等。
(2)着色剂
胶料中混入着色剂,可使氟硅橡胶制品呈现各种颜色,如二氧化钛(白色)、三氧化二铁(红色)、三氧化二铬(绿色)、镉黄(黄色)、钴(蓝色)、炭黑或四氧化三铁(黑色)。对着色剂的要求如下:①耐热性好,在氟硅橡胶制品使用温度下不能分解;②呈化学惰性,不能与其它配合剂反应,不抑制胶料硫化,不影响硫化胶和制品性能;③容易均匀分散在胶料中;④价格合理。
(3)发泡剂
制取海绵状氟硅橡胶时,还需使用发泡剂。原则上凡不与胶料作用且能在一定条件下产生无害气体的物质均可用作发泡剂。此外,还要求发泡剂的分解产物不能影响氟硅橡胶的耐热性能,并易在二段硫化时除去。常用的发泡剂有N,N′2二亚硝基五亚甲基四胺、N,N′2二甲基2N,N′2二亚硝基对苯二甲酰胺和对氧双苯磺酰肼。
(4)其它
胶料中混入聚四氟乙烯粉末,可提高硫化胶的抗撕裂性能;混入三乙酰氧基硼,可提高硫化胶对多种基材的粘接性;混入异氰酸烃基硅烷、有机硅酸酯过氧化物和烷基氢硅氧烷等,可改善氟硅橡胶对金属等的表面粘合。
1.6 混炼
混炼的目的是使物料按规定的顺序在炼胶机中逐一混匀,其加料顺序为:氟硅橡胶→结构控制剂→补强填料→其它添加剂→硫化剂。氟硅橡胶的混炼产品依其加工深度分为基胶及混炼胶两种。基胶是由氟硅橡胶与补强填料混炼而成,故又称为补强的氟硅橡胶,也可看作是混炼胶的中间体。使用者根据用途选择相应的基胶,而后在双辊开炼机上依次加入各种配合剂,得到多种混炼胶并可进一步用于成型制品。混炼胶由氟硅橡胶、结构控制剂、补强填料、增量填料和改性添加剂配成,它适应市场对差别化及系列化的要求,有多种配方供应,使用者只需在双辊开炼机上根据需要混入特殊添加剂或硫化剂,即可用于成型加工,应用特别方便。
1.7 成型硫化
氟硅橡胶的硫化工艺通常分为2个阶段,即一段硫化和二段硫化。一段硫化又称成型硫化,其硫化温度及时间取决于有机过氧化物类型、制品厚度及定型硫化方式。成型硫化的方法很多,一类是模压成型、传递模压成型、注射成型等,特点是成型与交联同时进行;另一类是热空气硫化、
连续蒸汽硫化、热液浴硫化、硫化床硫化等,特点是成型与交联分开进行。二段硫化可除去一段硫化后残留在制品中的有害挥发物,还可提高硫化胶介电性能,改善压缩永久变形性能并稳定物理性能等。
通过改变混炼胶的配方、混炼方式、硫化工艺以及掺入其它的添加剂,可以制得模型硫化制品、挤出成型制品、高强度制品、耐疲劳制品、导电制品、导热制品、阻燃制品和耐高低温制品等满足各种需求的氟硅橡胶制品。
2 应用
氟硅橡胶主链结构中的Si—O键键角(130～160°)比在sp3杂化中氧原子的通常键角(109°)大得多,这就赋予了氟硅橡胶分子链特有的热稳定性和低温柔顺性,因而氟硅橡胶具有优良的耐油、耐溶剂、耐化学药品和耐高低温性能,是兼具硅橡胶和氟橡胶优异性能的弹性体,是目前唯一能在-68～+230℃的润滑油和燃油介质中使用的橡胶材料,可以满足有机硅材料甚至有机氟材料均难满足的在极端温度条件下密封、涂覆、衬垫和浸渍等工艺对材料耐溶剂、耐油和耐酸碱等性能的技术要求。另外,由于氟硅橡胶表面能很低,因此也被广泛用作耐油、耐溶剂的润滑剂、隔离剂和消泡剂等。
氟硅橡胶一般用于制备各类机车、航空航天器和石油化工上耐燃油和耐溶剂的密封件、密封环、油封、膜片、导管、阀门衬、胶管、整体油箱密封、O形圈、膜片和垫片,并用于电力以及电子工业的连接部件和电缆、输送带、织物等的表面涂覆,是国防工业、航空航天和石油工业必不可少的材料。但就目前的技术而言,还无法大幅降低氟硅橡胶的制造成本,价格过高仍是它走向民用市场的一大障碍。
3 结语
氟硅材料的诞生是高分子新材料发展史上的一个里程碑,它进一步开拓了有机硅材料的应用范围。近几十年来,氟硅材料被广泛应用于军事和航天工业,其民用产品也在积极开发中。但是,我国氟硅系列产品无论是生产、加工还是应用水平都落后于美国等发达国家,因此我国必须在现有产品和所掌握的相关技术的基础上借鉴国外经验,加大技术开发力度,争取在生产上有所突破,以期早日赶上世界发达国家水平。
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收稿日期:2005205213
我国规模最大的MIBK生产装置建成投产中图分类号:TQ330.38+6 文献标识码:D 我国目前规模最大的1.5万t?a-1甲基异丁基酮(M IB K)生产装置日前在吉林市正式建成投产。中国石油吉林化学工业集团公司拥有M IB K 生产技术的自主知识产权,其生产装置已实现达产达标。
M IB K是一种性能优良的中沸点溶剂,主要作为粘合剂、合成树脂、橡胶和胶乳的溶剂。
此前我国M IB K总生产能力仅约为0.25万t?a-1,且装置开工率很低,约为4%。近年来国内M IB K的年需求量在2万t左右,且需求增长很快,只能依靠进口。该装置投产后已生产出0.1万t产品投放市场。目前,该厂正积极准备建设第2套1.5万t?a-1的M IB K生产装置,预计于2006年8月建成投产。
(中国石油吉林石化公司研究院
张晓君 侯静波供稿)
硅橡胶、氟橡胶 合成橡胶一般可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两类。通用合成橡胶性能与天然橡胶相似，用于制造一般的橡胶制品，特种合成橡胶具有耐高温、耐低温、耐酸碱等优点，多用于特殊 环境和高科技领域，如航空、航天、军事等方面，而其中的佼佼者是氟橡胶和硅橡胶。它们开发 应用之初都是为军工配套，后因性能优异而推广至民用领域，并迅速深入到国民经济各部门和人 们生产生活的各个环节，使生产过程和人的生活环境得到极大改善，呈现出广阔的发展前景。 一、氟橡胶 氟橡胶是特种合成弹性体，其主链或侧链上的碳原子上接有电负性极强的氟原子，由于C- F键能大(485KJ/mol)，且氟原子共价半径为，相当于C-C键长的一半，因此氟原子可以把C-C主 链很好地屏蔽起来，保证了C-C链的稳定性，使其具有其它橡胶不可比拟的优异性能，如耐油、 耐油、耐化学药品性能，良好的物理机械性能和耐候性、电绝缘性和抗辐射性等，在所有合成橡 胶中其综合性能最佳，俗称“橡胶王”。主要用于制作耐高温、耐油、耐介质的橡胶制品，如各种 密封件、隔膜、胶管、胶布等，也可用作电线外皮，防腐衬里等。在航空、汽车、石油、化工等 领域得到了广泛的应用。在军事工业上，氟橡胶主要用于航天、航空及运载火箭、卫星、战斗机、新型坦克的密封件、油管和电气线路护套等方面，是国防尖端工业中无法替代的关键材料。 氟橡胶的主要性能及应用从主链结构上看，氟橡胶可以分为三种基本类型：即氟碳橡胶、 氟硅橡胶、氟化磷腈橡胶。其中以氟碳橡胶为主，而其中又以偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚(1#胶)、偏氟乙烯和六氟丙烯共聚(2#胶)、偏氟乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚(3#胶)为主。 （1）1#氟橡胶具有良好的物理机械性能及化学稳定性，能在200℃之下长期使用，250℃之下短期使用；脆点为-20℃~ -40℃；优良的耐介质性能，对有机溶剂、无机酸、氧化剂作用的 稳定性优良，尤其耐酸性优异；有极好的耐气候、耐臭氧性能，在大气中暴露数年后，物理机械 性能变化甚微，对微生物的作用亦较稳定。1#氟橡胶目前国内仅晨光院生产。主要用于制备耐热、耐油、耐酸的橡胶制品。如密封件、胶管、胶垫、胶布、胶带、簿膜、油箱和浸渍制品等也可用 作导线的外护套及设备防腐衬里等，广泛应用于航空工业、石油工业、汽车工业、化学工业等领域。
硅胶生产工艺及应用 工艺特性 硅胶的生产经过凝胶、洗涤、干燥这一共性，但具体到某一类型胶，又有工艺各异，相互区别的个性。凝胶造粒过程凝胶造粒是硅胶生产的关键性步骤之一，是指一定浓度的稀泡花碱液和稀硫酸在一定条件充分反应形成溶凝胶溶液，达一定浓度后形成凝胶颗粒。凝胶颗粒的形状、大小等完全山用户的需求及工艺生产能力决定，关」几成胶方法，日前多采用空气造粒，粒度要求微细时，考虑到空气造粒的难度，则大多采用反应罐凝胶造粒，例微粉硅胶的生产。凝胶所用的酸碱比例、浓度、温度及凝胶造粒时间等是凝胶造粒过程的特定工艺参数。 2.1酸碱比例 2.1.1酸性成胶(酸碱比例问题)时，一次凝胶粒r(相当少初级粒向小，聚集时易形成细孔结构的硅胶;碱性成胶时，一次凝胶粒r大，聚集时易形成粗孔性的硅胶。这就是粗孔胶的生产优选碱性成胶，细孔胶生产则优选酸性成胶的道理。 2.1.2酸碱浓度要适中。酸碱浓度过高，一次凝胶粒r较大，聚集时成为较粗孔径的硅胶，Ifn凝胶溶液中一次粒I浓度也大，即凝胶网状结构的紧密度增大，聚集时又易成为细孔，一者有相互抵消的倾向。再者，酸碱浓度过高，凝胶溶液的粘度增大，给造粒带来一定的难度，另外，酸碱浓度的大小还要受到凝胶粒度、结构及生产设计能力等的限制。 2. 1. 3酸碱温度过高.酸碱反应的速度过快.Ifu酸碱反应木身又是放热反应.一次粒r聚集时又要放热.因此.使得一次粒r任曾大”.造粒速度减慢.势必超出工艺要求范围.对造粒不利;酸碱温度过低.一次粒r减小.易形成细孔.但山」几凝胶溶液温度太低、粘度增加.同样也对造粒不利。因此酸碱温度也要适中。 2. 1. 4凝胶造粒时间是凝胶造粒过程中又一至关重要的工艺参数。是指从酸碱混合反应开始到粒度凝胶形成为止所经历的时间.包括凝胶时间 与造粒时间。凝胶造粒时间短.则可能使凝胶溶液反应不充分或均匀度不够.使得一次粒r的浓度分布不匀.形成局部凝胶或局部紧密堆积.这就产生造粒过程中的汽泡胶.碎胶或胶球强度不够等现象。同时这也是造成胶球颗粒内部结构紊乱.孔分布范围大的一个主要原因。因此.在生产实践中.对」几空气造粒.在工艺允许范围内.颗粒大的胶.时间要尽量长.颗粒小的胶.时 间则可适当短些。几在反应釜罐中凝胶造粒的特细微球硅胶.时间则要更长.目_要加搅拌。
硅橡胶的性质介绍 耐热性 硅橡胶在空气中的耐热性比有机橡胶好得多，在150℃下其物理机械性能基本不变，可半永久性使用，在200℃下可连续使用10000h以上；380℃下可段时间使用。因而硅橡胶广泛用作高温场合中使用的橡胶部件。 硅橡胶在高温下空气中（有氧气）氧化时，由于甲基被氧化继而引起胶联，使制品逐渐变硬，乃至发生开裂。而在密闭体系中受热时，主要发生解聚反应，使制品变软，以至丧失机械强度。 硅橡胶的耐热性既与生胶的种类、乙烯基含量（交联密度）、耐热添加剂、填料的种类及用量等有关，还与混炼胶的pH值及含水量等有关。因而对生胶聚合催化剂的选择，反应后残余催化剂的中和，白炭黑等填料及结构控制剂的选择都十分注意。耐热品级的硅橡胶，在高温（>250℃）条件下，硬度增加缓慢，拉伸强度及断裂伸长率等下降也缓慢。 耐寒性 由于硅生胶分子结构呈非结晶性，故温度对其性能影响较小，且具有良好的耐寒性。一般有机橡胶的脆化温度为-20℃至-30℃，而通用硅橡胶的脆化温度为-60℃至-70℃。当生胶中引入7.5（mol）%苯基时，硅橡胶的脆化温度可降至-115℃，在-90℃下保持弹性并可使用。 耐候性 硅橡胶主链中无不饱和键，加之Si-O-Si键对氧、臭氧及紫外线等十分稳定，因而无需任何添加剂，即具有优良的耐候性。在臭氧中发生电晕放电时，有机橡胶很快老化，因而对硅橡胶则影响不严重。长时间暴露在紫外线及风雨中，其物理机械性能变化不大，经户外曝晒试验数十年，未发现裂纹或降解发黏等老化现象。 耐水蒸气性 硅橡胶(https://www.doczj.com/doc/a417235036.html,)耐低压水蒸气（低于130℃）的性能相当好，它在温水及沸水中长时间浸泡，体积增加小于1%，而且很少影响其机械性能及电气特性。但超过140℃的水蒸气即易导致Si-O-Si主链断裂，使硅橡胶的物理机械性能迅速降低。硅橡胶的耐水蒸气性能与其所用填料的种类与用量、交联密度以及硫化剂的种类等有关。
橡胶的种类及用途 自己学习时整理的。 1.1天然橡胶（NR） 天然橡胶（NR）为异戊二烯聚合物。具有优良的回弹性，拉伸强度、伸长率、耐磨性，撕裂和压缩永久变形性能都优于大多数合成橡胶。适于制作轮胎、减震零件、缓冲绳和密封零件。不耐油，耐天候、臭氧、氧的性能较差。使用温度范围-60～100℃。 1.2 丁苯橡胶（SBR） 丁苯橡胶（SBR）为丁二烯与苯乙烯的共聚物。含10％苯乙烯的丁苯-10有良好寒性，含30％苯乙烯的丁苯-30耐磨性优良。适于制作轮胎和密封零件，制品耐油、耐老化性能较差。使用温度范围为-60～120℃。 1.4 氯丁橡胶（CR） 氯丁橡胶（CR）为氯丁二烯聚合物，耐天候，耐臭氧老化，有自熄性，耐油性能仅次于丁腈橡胶，拉伸强度、伸长率、回弹性优良，与金属和织物粘结性很好。适于制作密封圈及密封型材、胶管、涂层、电线绝缘层、胶布及配制胶粘剂等。制品不耐合成双酯润滑油及磷酸酯液压油。使用温度范围-35～130℃。 1.5 丁腈橡胶（NBR） 丁腈橡胶（NBR）为丁二烯丙烯腈的共聚物。一般含丙烯腈18％、26％或40％，含量愈高，耐油、耐热、耐磨性能愈好，但耐寒性则相反。含羧基的丁腈橡胶，耐磨、耐高温、耐油性能优于丁腈橡胶。丁腈橡胶适于制作各种耐油密封零件、膜片、胶管和软油箱。制品不耐天候、不耐臭氧老化、不耐磷酸酯液压油。使用温度范围-55～130℃。 1.6 乙丙橡胶（EPM、EPDM ）
乙丙橡胶为乙烯、丙烯的二元共聚物（EPM）或乙烯、丙烯、二烯类烯烃的三元共聚（EPDM）。耐天候、耐臭氧老化，耐蒸汽、磷酸酯液压油、酸、碱以及火箭燃料和氧化剂，电绝缘性能优良。适于制作磷酸酯液压油系统的密封零件、胶管及飞机、汽车门窗密封型材、胶布和电线绝缘层。制品不耐石油基油类。使用温度范围-60～150℃。 1.7 丁基橡胶（IIR） 丁基橡胶（IIR）为异丁烯和异戊二烯的共聚物。耐天候、臭氧老化，耐磷酸酯液压油，耐酸、碱、火箭燃料及氧化剂，具有优良的介电性能和绝缘性能，透气性极小。适于制作轮胎内胎，门窗密封条，磷酸酯液压油系统的密封零件、胶管，电线的绝缘层，胶布和减震阻尼器。制品不耐石油基油类。使用温度范围-60～150℃。 1.8氯磺化聚乙烯橡胶（CSM） 氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）耐天候及臭氧老化，耐油性随其氯含量增加而增加，耐酸碱，适于制作胶布、车用空滤器联接套，散热器排水管、密封垫、电缆套管、防腐涂层及软油箱外壁。使用温度范围 -50～150℃。 1.9聚氨酯橡胶 聚氨酯橡胶为聚氨基甲酸酯。通常有聚酯型（AU）和聚醚型（EU）两种。具有优良伸强度、撕裂强度和耐磨性，耐油、耐臭氧极佳，也耐原子辐射。适于制作各种形状的密封能量吸收装置、冲孔模板、振动阻尼装置、机械支承垫片、柔性联接、防磨涂层、摩擦动力传动装置、胶辊等。使用温度范围-60～80℃。不宜与酯、酮、磷酸酯液压油、浓酸、碱、蒸汽等接触。 1.10 聚硫橡胶（T） 聚硫橡胶（T）为多硫烷烃聚合物，有固态聚硫橡胶和液态聚硫橡胶二种。耐油性好、耐天候老化，透气性小，电绝缘性亦佳。固态胶通常与丁睛橡胶并用制造燃
硅橡胶的特性 硅橡胶 硅橡胶的性能主要源于线型聚硅氧烷的化学结构，即由于主链由Si-O-Si键组成，具有优异的热氧化稳定性，耐候性以及良好的电性能。当生胶侧链中引入少量苯基，可改善橡胶的耐低温性能；引入γ-三氟丙基，可提高耐油、耐溶剂性能。主链中引入亚芳基可提高耐用辐照及机械性能等。此外硅橡胶以白炭黑及金属氧化物等作填料，以有机硅化合物（硅氧烷或硅烷）作结构控制剂，并使用特定的改性添加剂，过氧化物硫化剂以及配合成型工艺等。因而，硅橡胶不仅具有一系列不同于有机橡胶的特性，而且硅橡胶之间的性能也可有相当差异。 1、耐热性 硅橡胶在空气中的耐热性比有机橡胶好得多,在150℃下其物理机械性能基本不变,可半永久性使用,在200℃下可使用1000h以上;380℃下可短时间使用.因而硅橡胶广泛用作高温场合中使用的橡胶部件。 2、耐候性 硅橡胶主链中无不饱和键,加之Si-O-Si键对氧、臭氧及紫外线等十分稳定，因而无需任何添加剂，即具有优良的耐候性.在臭氧中发生电晕放电时，有机橡胶很快老化，而对硅橡胶则影响不严重.长时间暴露在紫外线及风雨中，其物理机械性能变化不大，经户外曝晒试验数十年，未发现裂纹或降解发黏等老化现象。 3、电气特性 硅橡胶具有优良的电绝缘性能，其体积电阻高达1×（1014～1016）?.cm,抗爬电性10～30min(特殊品级可达3.5kv/6h),抗电弧性80～100s(特殊品级可达到420s);表面电阻为(1～10) ×1012?.cm;导电品级可达1×（10-3～107）?.cm;介电损耗角正切(tgδ)小于10-3,介电常数2.7～3.3(50Hz/25℃),介电强度18～36KV/mm,而且在很宽的温度及频率范围内变化不大.甚至浸入水中后,电性能也很少降低,十分适合用作电绝缘材料.硅橡胶对高压下的电晕放电及电弧具有优良的阻尼作用。 4、压缩永久变形 压缩永久变形性是硅橡胶在高、低温条件下作垫圈使用时的重要性能.二甲基硅橡胶的压缩永久变形性较差，在150℃下压缩22h 后形变值高达60%左右.但是甲基乙烯基硅橡胶,特别是使用烷基系列过氧化物硫化的制品,具有优良的压缩永久变形性,其形变值可在20%以下.二段硫化条件对压缩永久变形值也有很大的影响,亦即二段硫化温度愈高,压缩永久变形值愈低.为了改进硫化胶制品的压缩永久变形性,还可在胶料中添加氧化汞、氧化镉、氧化锌及醌类化合物等。 由于硅橡胶的压缩永久变形性能优异，因而适宜制作O形圈、密封垫片及胶辊等之用. 5、耐油、耐化学试剂性
硅橡胶的特点和用途简介 硅橡胶高聚物分子是由SiO（硅-氧）键连成的链状结构，其主要组成是高摩尔质量的线型聚硅氧烷。由于Si-O-Si键是其构成的基本键型，硅原子主要连接甲基，侧链上引入极少量的不饱和基团，分子间作用力小，分子呈螺旋状结构，甲基朝外排列并可自由旋转，使得硅橡胶比其他普通橡胶具有更好的耐热性、电绝缘性、化学稳定性等。典型的硅橡胶即聚二甲醛硅氧烷，具有一种螺旋形分子构型，其分子间力较小，因而具有良好的回弹性，同时指向螺旋外的甲醛基可以自由旋转，因而使硅橡胶具有独特的表面性能，如憎水性及表面防粘性。下表列出了硅橡胶的主要特点和用途。 耐热性：硅橡胶比普通橡胶具有好得多的耐热性，可在150度下几乎永远使用而无性能变化；可在200度下连续使用10，000小时；在350度下亦可使用一段时间。广泛应用于要求耐热的场合：热水瓶密封圈压力锅圈耐热手柄。 耐寒性：普通橡胶晚点为-20度~-30度，即硅橡胶则在-60度~-70度时仍具有较好的弹性，某些特殊配方的硅橡胶还可承受极低温度。低温密封圈。 耐侯性：普通橡胶在电晕放电产生的臭氧作用下迅速降解，而硅橡胶则不受臭氧影响。且长时间在紫外线和其他气候条件下，其物性也仅有微小变化。户外使用的密封材料。 电性能：硅橡胶具有很高的电阻率且在很宽的温度和频率范围内其阻值保持稳定。同时硅橡胶对高压电晕放电和电弧放电具有很好的抵抗性。高压绝缘子电视机高压帽电器零部件其他。 导电性：当加入导电填料（如碳黑）时，硅橡胶便具有键盘导电接触点。
导热性：当加入某些导热填料时，硅橡胶便具有导热性散热片导热密封垫复印机、传真机导热辊。 辐射性：含有苯基的硅橡胶的耐辐射大大提高电绝缘电缆核电厂用连接器等。 阻燃性：硅橡胶本身可燃，但添加少量抗燃剂时，它便具有阻燃性和自熄性；且因硅橡胶不含有机卤化物，因而燃烧时不冒烟或放出毒气，各种防火严格的场合。 透气性：硅橡胶薄膜比普通橡胶及塑料打腊膜具有更好的透气性。其另一特征就是对不同的透气率具有很强的选择性。气体交换膜医用人造器官。 2．存在问题及发展建议 （1）热硫化硅橡胶世界上发达国家的硅橡胶的产量及消费量都已达到了很高的水平，而且发展十分迅速。虽然我国近几年来在HTV的生产技术和生产能力方面有了很大的提高，并且已有一些硅橡胶的生产技术和产品进入了国际市场。但全面地讲，我国的硅橡胶工业与国际先进水平相比，仍有不小的差距。因此，开发和建立较大的具有经济规模的热硫化硅橡胶生胶及混炼胶装置，开发混炼胶系列品种特别是高品质品种，对于改变我国混炼胶在产量和品种上都要依赖国外的现状，促进我国有机硅及其相关行业技术进步有着十分重要的意义。 （2）室温硫化硅橡胶，以单组份密封胶为例，由于无序的市场竞争，大多数生产厂家为了降低成本，采用价格较低的回收料作为主要原料，所采用的交联剂也大多为一些小厂的产品，质量不稳定，从而造成最终产品的整体质量下降，性能受到影响。高性能的密封胶主要还是使用的进口和进口分装产品，如幕墙用的结构胶以及耐候胶等。这些都是今后应该注意解决的问题。高性能建筑密封胶和加成型硅橡胶是研发热点。建筑密封胶着重是提高表干时间和硫化时间，及
硅橡胶(SiliconeRubber)是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性 材料,其分子主链由硅原子和氧原子交替组成(—Si—O—Si—),侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团,这种基团可以是甲基、不饱和乙烯基(摩尔分数一般不超过01005)或其它有机基团,这种低不饱和度的分子结构使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐候老化性,耐紫外线和臭氧侵蚀。分子链的柔韧性大,分子链之间的相互作用力弱,这些结构特征使硫化胶柔软而富有弹性,但物理性能较差。 硅橡胶发展于20世纪40年代,国外最早研究的品种是二甲基硅橡胶。1944年前后由美国DowCorning公司和GeneralElectric公司各自投入生产。我国在60年代初期研究成功并投入工业化生产。现在生产硅橡胶的国家除我国外,还有美国、英国、日本、前苏联和德国等,品种牌号有1000多种。 1 硅橡胶的分类和特性 1.1 分类 硅橡胶按其硫化机理不同可分为热硫化型、室温硫化型和加成反应型三大类。 1.2 特性 (1)耐高、低温性 在所有橡胶中,硅橡胶的工作温度范围最广阔(-100～350℃)。例如,经过适当配合的乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,经250℃数千小时或
300℃数百小时热空气老化后仍能保持弹性;低苯基硅橡胶硫化胶经350℃数十小时热空气老化后仍能保持弹性,它的玻璃化温度为-140℃,其硫化胶在-70～100℃的温度下仍具有弹性。硅橡胶用于火箭喷管内壁防热涂层时,能耐瞬时数千度的高温。硅橡胶在高温下连续使用寿命见表1。 (2)耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能 硅橡胶硫化胶在自由状态下置于室外曝晒数年后,性能无显著变化。硅橡胶与其它橡胶的耐臭氧老化性能比较见表2。 (3)电绝缘性能 硅橡胶硫化胶的电绝缘性能在受潮、频率变化或温度升高时变化较
关于硅橡胶的基本知识 我们都知道，硅橡胶产品是由混炼硅橡胶通过高温硫化而成的。那么混炼硅橡胶又是怎么炼成的呢？硅胶原材料究竟有哪些基本知识是需要我们作为业务员必须去了解的呢？今天就让我来带大家走进硅橡胶的世界，相信会让你受益匪浅哦！以下是我收集的一些相关资料，供大家参考！ 首先我来简单的讲一下混炼硅橡胶的形成： 第一是把生胶和白炭黑，硅油按照混炼胶的要求来配制，混炼 第二是煮熟，把上述步骤混炼好的在真空捏合机里煮熟 第三是用开炼机把煮好后的胶磨平成一卷卷 第四是在成卷的胶冷却后（一般是3-4小时的时间），在滤胶机里把胶过滤干净。 很简单吧？但是我们要具体了解原材料的相关成分以及特点，这就需要我们花点心思去请教大师或者搜集资料才能更加深刻的认识到这些东西了。 那么，接下来就带你深入了解它们吧！为了开门见山，我就直接分点陈述了！ 1. .什么是硅橡胶，硅橡胶是如何分类的？ 硅胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，里面含有聚硅氧烷，硅油，白炭黑（二氧化硅），偶联剂及填料等等，主要成分是二氧化硅，其化学分子式为mSiO2·nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等 硅橡胶的分类： 硅橡胶按其硫化特性可分为热硫化型硅橡胶和室温硫化型硅橡胶两类。按性能和用途的不同可分为通用型、超耐低温型、超耐高温型、高强力型、耐油型、医用型等等。按所用单体的不同，则可分为甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅，腈硅橡胶等。 （1）二甲基硅橡胶（简称甲基硅橡胶）： 制备高分子量的线型二甲基聚硅氧烷橡胶，必须要有高纯度的原料，为保证原料的纯度，工业上通常是先将经过精镏提纯，含量为99.5％以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介质中，在酸催化下进行水解缩合，并分离出双官能度的硅氧烷四聚体即八甲基环四硅氧烷，然后再使四环体在催化剂作用下，形成高分子线型二甲基聚硅氧烷。二甲基硅橡胶的形成反应可用下式表示： 二甲基硅橡胶生胶为无色透明的弹性体，通常用活性较高的有机过氧化物进行硫化。硫化胶可在—60~+250℃范围内使用，二甲基硅橡胶的硫化活性低，高温压缩永久变形大，不宜于制厚制品，厚制品硫化比较困难，内层亦易起泡。由于含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡胶性能较之为优，故二甲基硅橡胶已逐渐被甲基乙烯基硅橡胶所取代。现今生产和应用的其它类型的硅橡胶，它们除含有二甲基硅氧烷结构单元外，还含有或多或少的其它双官能硅氧烷的结构单元，但其制备方法与二甲基硅橡胶的制法没有本质的区别，其制备方法一般为在有利于环体形成的条件下，使所需的某种双官能度的硅单体进行水解缩合，然后按其所需比例加
氟橡胶的性能及用途 一、氟橡胶简介： 橡胶分子中含有氟原子，氟原子与碳原子组成的C-F性能很高，同时氟原子有极大的吸附效应，使氟碳分子链中的C-C键性能增强，且随其氟化程度的提高而增强，氟原子可以把C-C 主键较好的加以屏蔽从而保证了C-C键的化学隋性。这种特殊的分子结构，使氟橡胶具有优异的耐热性、耐药品性、耐溶剂性、耐氟化性、耐真空性、耐油性、耐老化等多种特异性能。 氟橡胶的主要类型有26型、246型、23型; 四丙氟橡胶、氟硅橡胶、羟基亚硝基氟橡胶、氟化磷腈橡胶、全氟醚橡胶。 二、氟橡胶的主要性能 1、化学稳定性氟橡胶具有高度的化学稳定性, 是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯油类、硅醚硅酸油类, 耐无机酸、耐多数的有机溶剂, 但不耐低分子的酮、醚、酯, 不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23类更有独特之处,其耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好。 2、耐高温性能优异 氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样,可以说是目前弹性体中最好的。246＞26＞23 3、耐老化性能好 具有极好的耐天候老化性能, 耐臭氧性能。 4、真空性能极佳 具有极好的真空性能。 5、机械性能优良 有优良的物理机械性能。在高温下的压缩永久变形大,但若以相同条件比较, 丁腈橡胶和氯丁橡胶均比26型橡胶大。 6、电性能较好 23型氟橡胶的电性能较好,吸湿性比其他弹体低,可作为较好的电绝缘材料。氟橡胶一般只适于低频低压下使用，温度对其电性能影响很大，从24℃升到184℃，其绝缘电阻下降35000倍。 7、气性小 氟橡胶对气体的溶解度大,但扩散速度却比较小,所以总体表现出来的透气性也小。据报道, 26型氟橡胶在30℃下对于氧、氮、二氧化碳的透气性和丁基橡胶相当, 比氯丁橡胶、天然橡胶好。 8、低温性能不好 氟橡胶低温性能不好,这是由于其本身的化学结构所致。如23-11型的Tg＞0℃。实际使用的氟橡胶低温性能通常用脆性温度及压缩耐寒系数来表示。胶料的配方以及产品形状对脆性温度影响都比较大。
硅橡胶 硅橡胶件 硅橡胶（英文名称：Silicone rubber），分热硫化型（高温硫化硅胶HTV）、室温硫化型（RTV），其中室温硫化型又分缩聚反应型和加成反应型。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品，而室温硅橡胶则主要是作为粘接剂、灌封材料或模具使用。热硫化型用量最大，热硫化型又分甲基硅橡胶（MQ）、甲基乙烯基硅橡胶（VMQ，用量及产品牌号最多）、甲基乙烯基苯基硅橡胶PVMQ（耐低温、耐辐射），其他还有睛硅橡胶、氟硅橡胶等。 医疗领域 概述 在众多的合成橡胶中，硅橡胶是在其中的佼佼者。它具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒的特点，在三百摄氏度和零下九十摄氏度时“泰然自若”、“面不改色”，仍不失原有的强度和弹性。硅橡胶还有良好的电绝缘性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化学稳定性等。由于具有了这些优异的性能，使得硅橡胶在现代医学中广泛发挥了重要作用。近年来，由医院、科研单位和工厂共同协作，试制成功了多种硅橡胶医疗用品。 医疗用品 硅橡胶防噪音耳塞：佩戴舒适，能很好的阻隔噪音，保护耳膜。 硅橡胶胎头吸引器：操作简便，使用安全，可根据胎儿头部大小变形，吸引时胎儿头皮不会被吸起，可避免头皮血肿和颅内损伤等弊病，能大大减轻难产孕妇分娩时的痛苦。 硅橡胶人造血管：具有特殊的生理机能，能做到与人体“亲密无间”，人的机体也不排斥它，经过一定时间，就会与人体组织完全结合起来稳定性极为良好。
硅橡胶鼓膜修补片：其片薄而柔软，光洁度和韧性都良好。是修补耳膜的理想材料，且操作简便，效果颇佳。 此外还有硅橡胶人造气管、人造肺、人造骨、硅橡胶十二指肠管等，功效都十分理想。 硅橡胶介绍 硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃（或更低的温度）至+250℃（或更高的温度）下长期使用。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳，故硅橡胶不宜用于普通条件的场合，但非常适用于许多特定的场合。 值得一提的是，在生物医学工程中，高分子材料具有十分重要的作用，而硅橡胶则是医用高分子材料中特别重要的一类，它具有优异的生理惰性，无毒、无味、无腐蚀、抗凝血、与机体的相容性好，能经受苛刻的消毒条件。根据需要可加工成管材、片材、薄膜及异形构件，可用做医疗器械、人工脏器等。现今国内外都有专门的医用级硅橡胶。 硅橡胶主要品种 概述 硅橡胶主要分为室温硫化硅橡胶，高温硫化硅橡胶。因此，室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型，即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室温硫化硅橡胶。这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其特点：单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便，但深部固化速度较困难；双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热，收缩率很小，不膨胀，无内应力，固化可在内部和表面同时进行，可以深部硫化；加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度。 硅橡胶按其硫化特性可分为热硫化型硅橡胶和室温硫化型硅橡胶两类。按性能和用途的不同可分为通用型、超耐低温型、超耐高温型、高强力型、耐油型、医用型等等。按所用单体的不同，可分为甲基乙烯基硅橡胶，甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅，腈硅橡胶等。 1、二甲基硅橡胶 （简称甲基硅橡胶）：
丁腈橡胶 丁腈橡胶nitrile butadiene rubber 由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。丁腈橡胶中丙烯腈含量(％)有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24等五种。丙烯腈含量越多，耐油性越好,但耐寒性则相应下降。它可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。 硅胶 透明或乳白色粒状固体。具有开放的多孔结构,吸附性强,能吸附多种物质。如吸收水分,吸湿量约达40%。如加入氯化钴,干燥时呈蓝色,吸水后呈红色。可再生反复使用。 一般来说，硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。 无机硅胶是一种高活性吸附材料，通常是用硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质，其化学分子式为 mSiO2 ．nH2O。不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。 硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。由于孔隙结构的不同，因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量，细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶，而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间，其吸附量也介于粗、细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据不同的用途选择不同的品种。 氟橡胶 氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶，氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性，是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术不可缺少的材料。近年，随着汽车工业对可靠性、安全性等要求的不断提升，氟橡胶在汽车中的用量也迅速增长。 氟橡胶（fluororubber）是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。最早的氟橡胶为1948年美国DuPont公司试制出的聚-2-氟代-1.3-丁二烯及其与苯乙烯、丙烯等的共聚体，但性能并不比氯丁橡胶、丁橡胶突出，而且价格昂贵，没有实际工业价值。50年代后期，美国Thiokol公司开发了一种低温性好，耐强氧化剂（N2O4）的二元亚硝基氟橡胶，氟橡胶开始进入实际工业应用。此后，随着技术进步，各种新型氟橡胶不断开发出来。 中国从1958年开始也开发了多种氟橡胶，主要为聚烯烃类氟橡胶，如23型、26型、246型以及亚硝基类氟橡胶；随后又发展了较新品种的四丙氟橡胶、全氟醚橡胶、氟化磷橡胶。这些氟橡胶品种都首先以航空、航天等国防军工配套需要出发，逐步推广应用到民用工业部门。是含有氟原子的合成橡胶，氟橡胶具
置：新塑化城 > 行业资讯 > 行业频道 > 橡胶 > 硅橡胶性能概述与配合 来源:中国化工信息网 2007年7月23日 自从1942年道康宁公司将硅橡胶工业化之后，现在已经出现许多经过改进的硅橡胶产品。并且，随着品种的增加，基于硅橡胶的新产品开发也取得了长足的进步。 由于硅橡胶具有独特的化学组成，不同种类的硅橡胶被广泛应用于如洗发剂、速溶咖啡的外包装、医用试管和鱼饵盒的自动垫圈等日常用品上。而且，硅橡胶可以在极限温度范围内保持柔韧性，其它合成聚合物就没有这种特性。 1 硅橡胶基本情况 1.1 基本结构 像丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)和天然橡胶(NR)等碳-碳键的聚合物，其分子链上存在不饱和键，但硅橡胶是通过重复转换硅原子和氧原子的排列而成链的，在其主链上没有不饱和键。对有机聚合物来讲，不饱和键是其硫化的化学活性区域，并且该区域会由于紫外线、臭氧、光照和热量的作用而降解。 硅-氧键的高键能，完全饱和的基本结构以及过氧化物硫化是保持硅橡胶良好耐热和耐天候性能的关键所在。除了更高的键能，对于碳原子而言，更大的硅原子也提供了更大的自由空间，使硅橡胶玻璃化温度低，透气性能更好。由于应用上的不同，透气性能可能是优点亦有可能是缺点。 1.2 硅橡胶的合成 硅橡胶合成的简要过程是：砂石或二氧化硅还原为单体硅→于300%温度下，以铜作催化剂，硅与甲基氯化物相互作用→形成甲基氯化硅的混合物(一元、二元或三元)→通过蒸馏分离出二甲基氯化硅→二甲基氯化硅水解成硅烷又迅速合成为线型或环型硅氧烷→线型硅氧烷在氢氧化钾(KOH)的帮助下，形成四元双甲基环状体(D4)→在KOH存在下，D4聚合，链终止导致过程的完成。 1.3 硅氧烷的硫化 硅氧烷一般使用过氧化物硫化，以优化其耐高温能力。硅氧烷中含的乙烯基可被硫黄硫化，但硫键的低热敏性导致硅橡胶的热稳定性能容易受到破坏。 铂硫化体系也是硅橡胶硫化常用的，带来的性能包括：低挥发性、紧密的表面硫化、在任何介质中的超快硫化，铂硫化体系具有比传统过氧化硫化对应物略低的热稳定性能。 表1 用于海绵状或紧密状硅氧烷硫化的过氧化物 种类总体硫化温度/℃可应用的硫化介质 2,4-二氯苯甲酰104-121热空气、液体床硫化介质(熔盐)、玻璃细珠 苯116-138模压、蒸汽、液体床硫 企业投 稿热线 0512- 52683339 cpi360@126.c om 如果您有塑化相关文章，欢迎给我们投稿！
氟硅橡胶制品的生产及应用概况 朱淮军1,李凤仪1,廖洪流2 (1.南昌大学化学系,江西南昌 330047;2.华南理工大学化工系,广东广州 510641) 摘要:介绍氟硅橡胶制品的生产及应用概况。氟硅橡胶制品主要由氟硅橡胶、补强填料、增量填料、改性添加剂和结构控制剂混炼塑化后,加入硫化剂加热加压硫化制得,可以满足极端温度条件下密封、涂覆、衬垫和浸渍等工艺对材料耐溶剂、耐油和耐酸碱等性能的要求,广泛应用于航空航天、汽车、电力、石油、电子电器、机械、医疗和建筑等领域。 关键词:氟硅橡胶;橡胶制品;结构控制剂;改性添加剂 中图分类号:TQ333.93 文献标识码:B 文章编号:10002890X (2005)1120694204 作者简介:朱淮军(19792),男,江苏淮安人,南昌大学在读硕士研究生,主要从事氟硅单体及产品合成的研究与开发。 氟硅橡胶以含氟基团替代通常有机硅材料 硅2氧主链上的甲基侧链,既保持了有机硅材料耐高低温、耐天候及臭氧老化、电气绝缘、憎水、难燃、无毒无腐蚀、生理惰性、低表面张力以及优异的物理性能等优点,又赋予了材料耐油、耐溶剂和耐化学药品等特殊性能,具有广阔的应用前景。本文简要介绍氟硅橡胶制品的生产及应用概况。1 生产技术 在氟硅橡胶中,含氟的基团很多,如五氟丁基和七氟戊基等,但是目前用于制备具有商业价值氟硅橡胶的原材料主要是以甲基三氟丙基硅氧烷为基本结构的环三聚体。 氟硅橡胶按硫化机理可分为自由基型(用过氧化物硫化)、缩合型和加成型;按硫化类型可分为热硫化型、中温硫化型、室温硫化型和不硫化型;按产品形态及混配方式可分为混炼氟硅橡胶及液体氟硅橡胶。 热硫化型氟硅橡胶是相对分子质量为40万～80万的聚甲基三氟丙基硅氧烷。工业加工过程是先将氟硅橡胶、补强填料、增量填料、改性添加剂和结构控制剂等混炼,再将混炼胶塑化,混入硫化剂并出片,然后加热加压硫化成氟硅橡胶制品。补强填料多采用气相法白炭黑,以此提高氟硅橡胶的硬度和耐溶剂性能,并降低成本[1]。 室温硫化型氟硅橡胶是相对分子质量为 1万～8万的聚甲基三氟丙基硅氧烷。以羟基封 端的聚甲基三氟丙基硅氧烷可以制备缩合型室温 硫化氟硅橡胶,以不饱和烯烃基团封端的聚甲基三氟丙基硅氧烷可以制备加成型室温硫化氟硅橡胶。 中温硫化型、室温硫化型和不硫化型氟硅橡胶统称为液体氟硅橡胶。1.1 氟硅橡胶 最具商业价值的氟硅橡胶是一类高相对分子质量的线形聚甲基三氟丙基硅氧烷。其中引入强极性的—Me (CF 3C H 2C H 2)SiO —链节,可有效提高相应硫化胶的耐油和耐溶剂性能。市售氟硅橡胶主要由—Me (CF 3C H 2C H 2)SiO —链节及少量的—Me (CH 2CH )SiO —链节组成[2],有的还引入了—Me 2S iO —等链节。封端基可以是Me 3SiO —,Me 2(C H 2C H )SiO —或HOMe 2SiO —等。氟硅橡胶不同于通用氟橡胶,它无需加入增塑剂即可制得低硬度的橡胶制品,且耐低温性能及压缩永久变形优于氟橡胶,其硫化胶的物理性能受温度变化的影响也较小。氟硅橡胶的性能主要取决于其化学组成,此外相对分子质量、挥发组分含量、酸碱性及机械杂质等对性能也有不同程度的影响。例如,相对分子质量过高或过低都将影响混炼加工性能及硫化胶的物理性能;挥发组分较多将影响制品的收缩率;酸碱性过大将影响硫化胶的耐高温老化性能。 线形聚甲基三氟丙基硅氧烷可由Me (CF 3C H 2C H 2)SiCl 2直接水解裂解而得[3]。在碱性催化剂的作用下将生成的环硅氧烷(主要是甲基三
1．硅橡胶的特点和用途简介 硅橡胶高聚物分子是由Si-O（硅-氧）键连成的链状结构，其主要组成是高摩尔质量的线型聚硅氧烷。由于Si-O-Si键是其构成的基本键型，硅原子主要连接甲基，侧链上引入极少量的不饱和基团，分子间作用力小，分子呈螺旋状结构，甲基朝外排列并可自由旋转，使得硅橡胶比其他普通橡胶具有更好的耐热性、电绝缘性、化学稳定性等。典型的硅橡胶即聚二甲醛硅氧烷，具有一种螺旋形分子构型，其分子间力较小，因而具有良好的回弹性，同时指向螺旋外的甲醛基可以自由旋转，因而使硅橡胶具有独特的表面性能，如憎水性及表面防粘性。下表列出了硅橡胶的主要特点和用途。 耐热性：硅橡胶比普通橡胶具有好得多的耐热性，可在150度下几乎永远使用而无性能变化；可在200度下连续使用10，000小时；在350度下亦可使用一段时间。广泛应用于要求耐热的场合：热水瓶密封圈压力锅圈耐热手柄。 耐寒性：普通橡胶晚点为-20度~-30度，即硅橡胶则在-60度~-70度时仍具有较好的弹性，某些特殊配方的硅橡胶还可承受极低温度。低温密封圈。 耐侯性：普通橡胶在电晕放电产生的臭氧作用下迅速降解，而硅橡胶则不受臭氧影响。且长时间在紫外线和其他气候条件下，其物性也仅有微小变化。户外使用的密封材料。 电性能：硅橡胶具有很高的电阻率且在很宽的温度和频率范围内其阻值保持稳定。同时硅橡胶对高压电晕放电和电弧放电具有很好的抵抗性。高压绝缘子电视机高压帽电器零部件其他。 导电性：当加入导电填料（如碳黑）时，硅橡胶便具有键盘导电接触点。 导热性：当加入某些导热填料时，硅橡胶便具有导热性散热片导热密封垫复印机、传真机导热辊。 辐射性：含有苯基的硅橡胶的耐辐射大大提高电绝缘电缆核电厂用连接器等。 阻燃性：硅橡胶本身可燃，但添加少量抗燃剂时，它便具有阻燃性和自熄性；且因硅橡胶不含有机卤化物，因而燃烧时不冒烟或放出毒气，各种防火严格的场合。 透气性：硅橡胶薄膜比普通橡胶及塑料打腊膜具有更好的透气性。其另一特征就是对不同的透气率具有很强的选择性。气体交换膜医用人造器官。 2．存在问题及发展建议 （1）热硫化硅橡胶世界上发达国家的硅橡胶的产量及消费量都已达到了很高的水平，而且发展十分迅速。虽然我国近几年来在HTV的生产技术和生产能力方面有了很大的提高，并且已有一些硅橡胶的生产技术和产品进入了国际市场。但全面地讲，我国的硅橡胶工业与国际先进水平相比，仍有不小的差距。因此，开发和建立较大的具有经济规模的热硫化硅橡胶生胶及混炼胶装置，开发混炼胶系列品种特别是高品质品种，对于改变我国混炼胶在产量和品种上都要依赖国外的现状，促进我国有机硅及其相关行业技术进步有着十分重要的意义。
第33卷?254? oor thermaC conductivity of single-layer graphene'J]. Nano Let i，2008，8 (3 ):902-907. '6]BOLOTIAK I，SIKES KJ，JIANG Z，et aC.Ultrahigh electron mobility in suspended graphene'J].Solid Statr Commun，2008，146(9-10):351—355. '7]CHEN D，FENG H B，LI J H.Graphene oxide：preparation，functionalization，and electrochemicat ap-plications[J].ChemRev，2012，112:6027-6053. :8]幸松民，王一璐.有机硅合成工艺及产品应用:M]. 北京：化学工业岀版社，2000:550-565. [9]赵云峰.有机硅材料在航天工业的应用:J].有机 硅材料，2013，27(6):451-456. :10]吴敏娟，周玲娟，江国栋，等?导热电子灌封硅橡胶的研究进展:J].有机硅材料，2006,20(2):81-85. [11]张雅春，赵志强，周长城，等.硅橡胶在高压电 缆附件中的应用:J].有机硅材料，2013，27(5): 365-367. :12(陶小乐，郑苏秦，高建军，等.硅橡胶在太阳能光伏组件领域的应用:J].有机硅材料，2014，28 (1):44-48. :13(张承??硅橡胶在生物医学领域的应用:J].有机硅材料，2002，16(6):14-17. :14(马丹丹，赵东林，张东东，等.石墨烯增强室温硫化硅橡胶复合材料的制备及力学性能[J].高分 子材料科学与工程，2013，29(10):138-141. :15(马文石，邓帮君.纳米功能化石墨烯/室温硫化硅橡胶复合材料的制备与表征:J]?复合材料学报， 2011，28(4):40-45. :16(刘刚，孙全吉，任河，等.石墨烯复合室温硫化硅橡胶的研究[J].粘接，2017，38(1):19-22. Preparation of Silane Modified Graphene Nanoplatelets Reinforced Silicone Rubber Composites REN He，WANG Lei，SUN Quan-Ji，LIL Mei，FAN Zhao-Dong (AECC Beijing Institute of Aeronauticai Materials，Beijing100089) Abstract:The silane modified graphene nanoplatelets(f-GNP_Si)wera prepared vic the reaction betreen aminopropyl-trimethoxysilane(APTMS)and ccrboxylated graphene nanoplatelates(fGNP)synthesized by the solvent-J ree reaction of1，3-dipolaa cyclo addition(DCA).GNP ot f-GNP-Si reinforced RTVSR was subse-quently prepared by solvent—ssisted mechanicot blending with RTVSR as matriy.The chemicat and physicot properties of GNPs，as well as theia distributions across the cross-section of Si-GNP_SR were characterized by SEM，XPS and Raman spectroscopy，etc.Results show that the compatibilito and dispersibilitr of the modified graphene and silicone rubbea composites are sicnificontty improved，and the mechanicot properties of Si_GNP_SR are sicnificontty inipToved.The silicone rubbea increases its Young's modulus of0.2MPa(8%)，tensile strength of1.0MPa(24%)，and elongation at break of35%，with2.0parts of f_GNP_Si for commer-tiaause. Keywords:graphene，corboxylated，silane modiied，silicone rubber 研发动态 StockwelC发布军用级氟硅橡胶 费城-斯托克韦尔(Stockwell)公司新推出高性能氟硅橡胶SSP4773及氟硅橡胶触觉小册子。SSP4773氟硅橡胶经历了一系列高性能过氧化物催化和热硫化测试，符合MIL-DTL-25988的军事标准要求，能在最严苛的环境下使用，确保关键部件在不损害性能的前提下能更好地满足性能预期%SSP4773有4种硬度规格：邵尔A硬度40、50、60和70度%StockwelC表示,此种氟硅橡胶交货时间短，订货量小。新手册中包括7种不同氟硅材料的触觉按钮，旨在帮助工程师在工业、航空航天、航空和分析仪器应用中确定使用不同的氟硅橡胶， 以实现静态密封和缓冲％
1、混炼硅橡胶成型 混炼胶成型需要在硫化剂的作用下，施加一定的温度和压力（固态才需要，目的是为了防止产生气泡）。如HTV需要在165℃左右，LSR需要在140℃左右。 混炼胶是由硅橡胶生胶加到双辊炼胶机上或密闭捏合机中逐渐加入白碳黑，硅油等及其它助剂反复炼制而成。根据所加填料及助剂的不同，硅胶的性能也有所差异。主要表现在：物理性能（硬度，抗拉强度，伸长率，撕裂强度，收缩率，可塑性，比重）、电气性能、化学稳定性能（耐温，耐候，耐酸碱腐蚀）等方面。 硅混炼胶是一种综合性能优异的合成橡胶，具有优异的热稳定性、耐高低温性，能在-60℃～+250℃状态下长期工作、抗臭氧、耐候以及良好的电性能、抗电晕、电弧、电火花极强，具有化学稳定性、耐气候老化、耐辐射，具有生理惰性、透气性好，可广泛用于航空、电缆、电子、电器、化工、仪表、水泥、汽车、建筑、食品加工、医疗器械等行业，用于模压、挤压等机械深加工使用。 2、硅橡胶混炼工艺介绍 1.瓶塞开炼机混炼 双辊开炼机辊筒速比为1.2～1.4:为宜，快辊在后，较高的速比导致较快的混炼，低速比则可使胶片光滑。辊筒必须通有冷却水，混炼温度宜在40℃以下，以防止焦烧或硫化剂的挥发损失。混炼时开始辊距较小(1～5mm)，然后逐步放大。 加料和操作顺序：生胶(包辊)—→补强填充剂—→结构控制剂—→耐热助剂—→着色剂等—→薄通5次—→下料，烘箱热处理—→返炼—→硫化剂—→薄通—→停放过夜—→返炼—→出片。胶料也可不经烘箱热处理，在加入耐热助剂后，加入硫化剂再薄通，停放过夜返炼，然后再停放数天返炼出片使用。混炼时间为20～40分钟(开炼机规格为φ250mm×620mm)。 如在混炼时直接使用粉状过氧化物，必须采取防爆措施，最好使用膏状过氧化物。如在胶料中混有杂质、硬块等，可将混炼胶再通胶机，时，一般采用80～140目筛网采用开炼机混炼，它包括： 1)包辊：生胶包于前辊;