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姜志钢，张洁，冯圣玉（山东大学化学与化工学院，济南，250100）关键词：聚甲基乙烯基硅氧烷，稠环基团，耐辐照性，硅橡胶硅橡胶由于其优异的性能，在航空航天、核电站及军事领域等得到了广泛的应用，因而，其耐辐照性能显得愈发重要。
据报道，含苯基的硅橡胶的耐辐照性能比聚甲基乙烯基硅橡胶的耐辐照性能好。
在我们的前一段工作中，我们发现随着芳香族添加剂的芳香性的提高，其辐照保护效果更好。
然而，添加剂是分散在硅橡胶基体中的，其保护效果为“外保护”。
当添加剂的浓度增加时，其在硅橡胶基体中的分散会变得不均匀，进而影响了它们的辐照保护效果及硅橡胶的力学性能。
如果把芳香基团接枝到主链上，其保护效果就会转变成比“外保护”效果更好的“内保护”。
因此，在本文中，我们通过Diels-Alder反应把含有较大共轭结构的稠环基团引入到甲基乙烯基聚硅氧烷（C胶）主链上，并且分析了含有稠环基团的甲基乙烯基聚硅氧烷（C1胶）对硅橡胶的耐辐照性能的影响。
结果表明C1胶能有效地提高硅橡胶的耐辐照性能，并且其辐照效果随着浓度的增加而增加。
姜志钢，张洁，冯圣玉（山东大学化学与化工学院，济南，250100）摘要：本文通过Diels-Alder反应合成了含有稠环侧链的甲基乙烯基聚硅氧烷（C1胶）。
研究了在经受500KGy的γ－射线辐照后C1胶对高温硫化硅橡胶的有效链平均分子量Mc和力学性能的影响。
结果表明C1胶能有效地提高硅橡胶的耐辐照性能，并且其辐照保护效果随着浓度的增加而增加。
1.2 C1 胶的合成往容积为100 ml的高压反应釜内加入9.0克苊式环戊二烯酮、12.8克 C 胶（乙烯基含量为15.0 mol％）和60 ml二甲苯，在N2保护下，于230℃反应70小时。
然后减压下蒸除二甲苯，即得到深红色液体C1胶。
通过柱层析法可得到纯净的C1胶。
通过1HNMR谱图（A V ANCE400, Bruker , Figure 2），可以清楚地看到稠环基团已经成功地被接枝到C胶主链上了。
热硫化硅橡胶书籍摘要：一、引言1.介绍热硫化硅橡胶的概念和应用领域2.简述热硫化硅橡胶的发展历程二、热硫化硅橡胶的性能特点1.优异的耐高温性能2.良好的耐低温性能3.卓越的耐候性4.优良的电气绝缘性能5.良好的抗化学腐蚀性能三、热硫化硅橡胶的制备方法1.硅橡胶生胶的制备2.热硫化过程3.常见的热硫化硅橡胶产品类型四、热硫化硅橡胶的应用领域1.航空航天领域2.电子电气领域3.汽车工业4.建筑行业5.其他领域五、热硫化硅橡胶的发展趋势与展望1.新型热硫化硅橡胶的研发2.绿色环保生产工艺的推广3.国内外政策、标准对热硫化硅橡胶行业的影响4.热硫化硅橡胶行业的发展前景正文：热硫化硅橡胶是一种以硅橡胶为基础，通过热硫化技术进行改性的高性能弹性材料。
自20世纪40年代开始，热硫化硅橡胶逐渐成为橡胶领域的研究热点，广泛应用于各个行业。
本文将从热硫化硅橡胶的概念、性能特点、制备方法、应用领域以及发展趋势等方面进行阐述。
一、引言热硫化硅橡胶是一种具有优异性能的弹性材料，广泛应用于航空航天、电子电气、汽车工业等高温、高压、高湿等恶劣环境中。
了解热硫化硅橡胶的概念、性能特点、制备方法、应用领域以及发展趋势对于硅橡胶行业的发展具有重要意义。
二、热硫化硅橡胶的性能特点热硫化硅橡胶具有以下优异性能特点：1.耐高温性能：热硫化硅橡胶具有很高的耐热性，可在200-250℃的温度范围内长期使用，短期耐热性能可达300-400℃。
2.耐低温性能：热硫化硅橡胶在低温环境下具有良好的韧性和弹性，可应用于-60℃以下的低温环境。
3.耐候性：热硫化硅橡胶具有很好的耐紫外线、臭氧、雨水等气候因素的影响，具有较长的使用寿命。
4.电气绝缘性能：热硫化硅橡胶具有优异的电气绝缘性能，可应用于高压、高频等特殊环境中。
5.抗化学腐蚀性能：热硫化硅橡胶具有较好的抗化学腐蚀性能，能抵抗大部分有机溶剂、无机酸碱等化学物质的侵蚀。
三、热硫化硅橡胶的制备方法热硫化硅橡胶的制备方法主要包括硅橡胶生胶的制备和热硫化过程。
硅橡胶的种类介绍硅橡胶主要分为室温硫化硅橡胶 , 高温硫化硅橡胶室温硫化硅橡胶简介及其分类室温硫化硅橡胶（ RTV 六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体，这种橡胶的最显著特点是室温下无须加热、如压即可就地固化，使用极其方便。
因此，一问世就迅成为整个有机硅产品的一个重要组成部分。
现在室温硫化硅橡胶已广泛用作粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料，各行各业中都有它用途。
室温硫化硅橡胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅橡胶，按硫化机理又可分为缩合型和加成型。
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，因此，利用温度的调节可以控制其硫化速度。
众多的合成橡胶中，硅橡胶是其中的佼佼者。
具有无味无毒，不怕高温和抵御严寒的特点，摄氏三百度和零下九十度时“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获得了十分广泛又重要的用途。
近些年来，由医院、科研单位和工厂共同协作，试制胜利了多种硅橡胶医疗用品。
硅橡胶防噪音耳塞：佩戴舒适，能很好的阻隔噪音，维护耳膜。
硅橡胶胎头吸引器：操作简便，使用平安，可根据胎儿头部大小变形，吸引时胎儿头皮不会被吸起，可防止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事例起来稳定性极为良好。
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事例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。
工业领域概述随着现代科学技术的进步和发展，硅橡胶在医学上将有更广阔的发展前景。
气相二氧化硅（俗称气相白碳黑）产品为人工合成物无定形白色流动性粉末，具有各种比表面积和容积严格的粒度分布。
本产品是一种白色、松散、无定形、无毒、无味、无嗅，无污染的非金属氧化物。
其原生粒径介于7～80nm之间，比表面积一般大于100m2／g。
室温硫化硅橡胶硅橡胶[1]是一种直链状的高分子量的聚硅氧烷，分子量一般在15万以上，它的结构形式与硅油类似。
根据硅原子上所链接的有机基团不同，硅橡胶有二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基硅橡胶、氟硅橡胶、腈硅橡胶、乙基硅橡胶乙基苯撑硅橡胶等许多品种。
按照其硫化方法不同，硅橡胶可分为高温硫化（热硫化）硅橡胶和室温硫化（包括低温硫化）硅橡胶两大类。
无论哪一种类型的硅橡胶，硫化时都不发生放热现象。
高温硫化硅橡胶是高分子量的聚硅氧烷（分子量一般为40～80万），室温硫化硅橡胶一般分子量较低（3～6万），在分子链的两端（有时中间也有）各带有一个或两个官能团，在一定条件下（空气中的水分或适当的催化剂），这些官能团可发生反应，从而形成高分子量的交联结构。
室温硫化硅橡胶按其硫化机理可分为缩合型和加成型；按其包装方式可分为双组分和单组分两种类型。
构成硅橡胶主链的硅氧键的性质决定了硅橡胶具有天然橡胶及其他橡胶所不具备的优点，它具有最广的工作温度范围（-100度～350度），耐高低温性能优异，此外，还具有优良的热稳定性、电绝缘性、耐候性、耐臭氧性、透气性、很高的透明度、撕裂强度，优良的散热性以及优异的粘接性、流动性和脱模性，一些特殊的硅橡胶还具有优异的耐油、耐溶剂、耐辐射及在超高低温下使用等特性。
在使用温度范围内，硅橡胶不仅能保持一定的柔软性、回弹性和表面硬度，机械性能也无明显变化，而且能抵抗长时间的热老化。
由于硅橡胶特殊的性能，可用于模压高电压缘子和其他电子元件，使胶具有极好的耐漏电起痕性、优良的脱模性；用于生产电视机、计算机、复印机等，具有良好的散热和绝缘性能。
它还用作要求耐候性和耐久性的成型垫片、电子零件的封装材料、汽车电气零件的保护材料。
硅橡胶可用于房屋的建筑与修复，高速公路接缝密封及水库、桥梁的嵌缝密封。
硅橡胶也可用于附着力强、抗风化、耐碱、耐水涂料。
由于硅橡胶耐高温，在汽车的零件制作方面用量很大。
此外，还有特殊用途的硅橡胶，如导电硅橡胶、医用硅橡胶、泡沫硅橡胶、制模硅橡胶、热收缩硅橡胶等。
热硫化开型硅橡胶热硫化型硅橡胶可以生胶或混炼胶形式出售，为了适应使用目的，一般配制成具有各种特性的胶料供用户选择，国外各专业公司都有自己的牌号，品种极其繁多。
按不同特性分成下列几大类。
（1）通用型（一般强度型）采用乙烯基硅橡胶与补强剂等组成，硫化胶物理机械性能属中等强度，拉伸强度为4.9～ 6.9MPa（50～70kgf/cm2），伸长率为200～300％，是用量最多、通用性最大的一种类型的胶料。
（2）高强度型采用乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶，以比表面积较高的气相白炭黑或经过改性处理的白炭黑作补强剂，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（80～100kgf/cm2），扯断伸长率为500～1000％，撕裂强度为29.4～49kN/m。
（3）耐高温型采用乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶，补强剂的种类和耐热添加剂经适当选择，可制得耐300～350℃高温的硅橡胶。
（4）低温型主要采用低本基硅橡胶，脆性温度达-120℃，在-90℃时不丧失弹性。
（5）低压缩永久变形型主要采用乙烯基硅橡胶，以乙烯基专用的有机过氧化物作硫化剂；当压缩率为30％肘，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，选用电绝缘性能良好的气相白炭黑为补强剂，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，一般分为通用型和高强度型两大类。
（8）阻燃型采用乙烯基硅橡胶，添加含卤或铂化合物作阻燃剂组成的胶料，具有良好的抗燃性。
（9）导电性硅橡胶采用乙烯基硅橡胶，以乙炔炭黑或金属粉末作填料，选择高温硫化或加成型硫化方法，可得到体积电阻系数为2.0～102Ω·cm的硅橡胶。
（10）热收缩型乙烯基硅橡胶中加入具有一定熔融温度或软化温度的热塑性材料，硅橡胶胶料的热收缩率可达35～50％。
（11）不用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，加入特殊添加剂等制得。
据Dow Corning 公司资料，胶料可分为高抗撕、低压缩变形以及电线、电缆用等几种。
它的硫化胶（一段）之压缩永久变形和普通二段硫化胶的压缩永久变形相似，耐热老化性能亦相同。
普通硅橡胶不经二段硫化，压缩永久变形为80～100％，而经二段硫化后降为10～50％（250℃×24h）。
（12）海绵硅橡胶在乙烯基硅橡胶中加入亚硝基化合物、偶氮和重氮化合物等有机发泡剂，可制得发孔均匀的海绵。
除上述之外，国外尚有导热性硅橡胶、萤光性硅橡胶及医用级混炼胶等品种出售。
随着硅橡胶应用的广泛开发，胶料的品种牌号逐日增加。
可是，过多的牌号却造成生产、贮运和销售工作的忙乱，因此，目前有些生产厂已相应的改变为将各种品种归纳成典型的几种基础胶与几种特性添加剂（包括颜料、硫化剂等）出售，使用者根据需要，按一定配方和混合技术分别配伍，即得最终产品。
这种方法不但使品种简单明了，而且生产批量大，质量稳定，成本降低，也提高了竞争性。
以美国General Electric公司为例，该公司目前热硫化硅橡胶只设有十一个品种的基础胶与五种添加剂，代替原来为数众多的牌号（见表9-8～表9-10）二、配合与一般的通用橡胶比较，所有三大类的硅橡胶的配合组分都比较简单，热硫化型也是这样。
除生胶外，配合剂主要包括补强剂、硫化剂及某些特殊的助剂，一般只需有5～6个组分即可组成实用配方。
硅橡胶配方设计应当考虑到以下几点。
（1）硅橡胶为饱和度高的生胶，通常不能用硫黄硫化，而采用热硫化。
热硫化是以有机过氧化物作硫化剂的，因此胶料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）硅橡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作补强剂。
（3）硅橡胶在微量的酸或碱等极性化学试剂的作用下易引起硅氧烷键的裂解和重排，导致硅橡胶耐热性的降低。
所以在选用配合剂时必须考虑到它们的酸碱性，同时还应考虑到过氧化物分解产物的酸性，以免影响硫化胶的性能。
（一）生胶的选择设计配方时应根据产品的性能和使用条件，选用具有不同特性的生胶。
对一般的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；当制品的使用温度要求较高时（-90～300℃），可采用低苯基硅橡胶；当制品要求耐高低温又需耐燃油或溶剂时，则应当采用氟硅橡胶。
（二）硫化剂和硫化机理1．硫化剂用于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，其中最常用的是有机过氧化物。
这是因为有机过氧化物一般在室温下比较稳定，但在较高的硫化温度下能迅速分解产生游离基，从而使硅橡胶交联。
硅橡胶常用硫化剂列于表9-11。
这些过氧化物按其活性高低可以分为二类。
一类是通用型，即活性较高，对各种硅橡胶均能起硫化作用；另一类是乙烯基专用型，即活性较低，仅能对含乙烯基的硅橡胶起硫化作用。
这两类过氧化物性能比较如表9-12所示。
除了两类过氧化物的上述一般区别外，每一种过氧化物有其自己的特点。
硫化剂BP是模压制品最常用的硫化剂，硫化速度快，生产效率高、但不适宜于厚制品的生产。
硫化剂DCBP因其产物不易挥发，硫化时不加压也会产生气泡，特别适宜于压出制品的热空气连续硫化，但它的分解温度低，易引起焦烧，胶料存放时间短。
硫化剂BP 和DCBP 均为结晶状粉末，易爆，为安全操作和宜于分散，通常采用它们分散于硅油或硅橡胶中的膏状体，一般含量为50％。
硫化剂DTBP 的沸点为110℃，极易挥发。
胶料在室温下存放时硫化剂就挥发，最好以分子端为载体的形式使用。
硫化剂DTBP 不会与空气或炭黑起反应，可用于制造导电橡胶及模压操作困难的制品中。
硫化剂DBPMH 与DTBP 类似，但常温下不挥发，它的分解产物挥发性很大，可以缩短二段硫化时间。
硫化剂DCP 在室温下不挥发，具有乙烯基专用型的特点，同时分解产物挥发性也较低，可以用于外压小的场合硫化。
硫化剂TBPB 用于制造海绵制品。
过氧化物的用量受多种因素的影响，例如，生胶品种、填料类型和用量、加工工艺等。
一般来说，只要能达到所需的交联度，硫化剂应尽量的少。
但实际用量要比理论用量高得多，因为必须考虑到多种加工因素的影响，如混炼不均匀，胶料贮存中过氧化物损耗，硫化时空表9-11 硅橡胶常用硫化剂硫 化 剂 结 构 式 简 称 用量，份 硫化温度℃ 用 途过氧化苯甲酰硫化剂BP 4～6①0.5～2②110～135 通用型、模压、蒸汽连续硫化、粘合2，4-二氯过氧化苯甲酰硫化剂DCBP 4～6①0.5～2②100～120 通用型、热空气硫化、蒸汽连续硫化、模压过苯甲酸叔丁酯硫化剂TBPB0.5～1.5135～155 通用型、海绵、高温硫化用过氧化二叔丁基硫化剂DTBP0.5～1.0160～180 乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料过氧化二异丙苯硫化剂DCP0.5～1.0150～160 乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料、蒸汽硫化、粘合2，5-二甲基地，5-二叔丁基过氧化已烷硫化剂DBPMH （双2，5）0.5～1.0160～170乙烯基专用、模压、厚制品、炭黑胶料②乙烯基硅橡胶硫化剂BP 膏状物用量（膏状物内含硫化剂BP 为50%）。
表9-12 两种不同类型硫化剂的比较通用型硫化剂（硫化剂BP 、DCBP ）乙烯基专用型硫化剂（硫化剂DTBP 、TBPB 、DCP 、DBPMH ）1.化温度低，时间短，特别是硫化剂DCBP 易引起焦烧2.解生成酸性物，对硅橡胶有裂解作用，不宜于厚制品生产，硫化胶高温压缩永久变形大3.能用于含炭黑的胶料4.用量对硫化胶物理机械性能影响较大硫化温度高，时间长，不易焦烧分解物为酮、烷等危害小的中性物，适宜于厚制品生产，硫化胶高温下压缩永久变形小 可用于含炭黑的胶料用量对硫化胶物理机械性能影响较小气及其它配合剂的阻化等。
对于乙烯基硅橡胶（乙烯基含量0.15mol ％）模压制品用胶料来说，各种过氧化物常用范围重量份如下（以100份生胶计）；硫化剂BP 0.5～1；硫化剂DCBP1～2；硫化剂DTBP 1～2；硫化齐DCP 0.5～l；硫化剂DBPMH 0.5～1；硫化剂TBPB 0.5～1。
随乙烯基含量增高，过氧化物用量应减少。
胶浆、压出制品胶料及胶粘剂用胶料中过氧化物用量应比模压用胶料中的高。
某些场合下采用两种过氧化物并用，能减少硫化剂的用量，并可适当降低硫化温度，提高硫化效应。
2．硫化机理硅橡胶以过氧化物硫化时，过氧化物对硅橡胶的交联是在二个活化的甲基或乙烯基之间通过自由基反应进行的。
二甲基硅橡胶的交联按下列反应式进行乙烯基硅橡胶的交联按下列反应式进行由以上反应式可以看到：①过氧化物分解产物大部分不结合到硅橡胶分子链上而残留在胶料中，需要通过二段硫化除去，②在乙烯基硅橡胶的硫化过程中，过氧化物起催化作用，在交联过程中重新生成可继续反应的自由基，最后被各种副反应消耗掉，因此在硅橡胶中引入少量乙烯基可大大提高硫化活性，提高硫化胶的交联效率，减少过氧化物用量。
不同类型的硅橡胶中各种有机基的交联活性如下：乙烯基＞甲基＞氟丙基＞苯基＞γ腈丙基。
苯基和γ-腈丙基与过氧化物反应生成的自由基由于活性太低不能进行交联，含多量苯基和γ-腈两基的硅橡胶胶料，必须采用多量的过氧化物或在生胶中提高乙烯基的含量，才能达到良好的硫化效果。
硅橡胶除常用上述过氧化物硫化外，还可用高能射线进行辐射硫化，当生胶中的乙烯基含量较高时（1mol％）或与其它橡胶井用，也可用硫黄硫化，但性能极差，因此没有实际应用。
硅橡胶的辐射硫化也是按游离基反应机理进行的。
用CO60同位素作能源（产生γ-射线）进行的试验表明，在与空气中的氧隔绝的水介质中进行辐照时，硫化胶具有最佳辐照剂量为104～105GY；当以（3～5）×104GY的剂量辐照硫化时，硫化胶的撕裂强度、扯断伸长率为用过氧化二异丙苯（硫化剂DCP）硫化胶的1.5倍，耐热老化性能也好。
增加辐照剂量至（8～10）×104GY时，硫化胶的高温压缩变形性能有所提高，在辐照剂量为1.3 ×105GY时，硫化胶具有最好的耐寒性。
目前辐射硫化已用于压出制品的工业化生产中，例如电线及电缆。
（三）补强剂及相关的机理未经补强的硅橡胶硫化胶强力很低，只有0.3MPa左右，没有实际的使用价值。
采用适当的补强剂可使硅橡胶硫化胶的强度达到3.9～9.8MPa，这对提高硅橡胶的性能，延长制品的使用寿命是极其重要的。
硅橡胶补强填充剂的选择要考虑到硅橡胶的高温使用及用过氧化物硫化，特别是有酸碱性的物质对硅橡胶的不利影响。
