硅橡胶简介
硅橡胶是一种无机合成聚合物，由交替的硅和氧原子（硅氧烷）主链组成，硅原子上附着有机侧基（如甲基、乙烯基或苯基）。它通过硅烷前体的聚合生产，随后用过氧化物、铂催化剂（用于加成固化）或缩合方法交联。硅橡胶于20世纪40年代开发，有多种形式：高温硫化（HTV）、室温硫化（RTV）、液体硅橡胶（LSR）和氟硅橡胶（FVMQ）以增强化学耐性。通过改变侧基和交联密度可定制性能。它与二氧化硅等填料、颜料和添加剂复合。硅橡胶无毒、无味，并有符合FDA、USP VI级或ISO 10993标准的医用级配方。
硅橡胶的特性
硅橡胶以其宽服务温度范围和惰性而突出。以下是其关键特性：
- 机械性能：硅橡胶具有中等的拉伸强度（5-12 MPa）、高的断裂伸长率（200-800%）和某些等级出色的撕裂耐性。它提供优越的柔韧性和压缩永久变形耐性，即使在长期变形后。回弹性高，具有良好的振动阻尼，但耐磨性低于NBR等有机橡胶。
- 化学耐性：由于无机主链，对水、氧、臭氧、紫外辐射和风化有出色的耐性。它承受稀酸、碱、醇类和许多极性溶剂，但对烃类、油、强酸（如浓硫酸）和硅油的耐性差，可能导致膨胀。氟硅变体改善燃料和油耐性。
- 热性能：异常的温度范围从-60°C至+250°C（耐热等级短期可达+300°C）。它在低温下保持弹性而不脆化，并抵抗热降解，热导率低用于绝缘。
- 耐久性和老化：出色的长期稳定性，随时间推移老化或硬化最小。它具有高介电强度（电绝缘）、低可燃性（某些等级自熄灭）和生物相容性，使其安全用于皮肤接触或植入。气体渗透率高，根据应用可为优势或缺点。
- 加工和成本：多功能加工，通过注塑（LSR）、挤出、压缩成型或浇铸（RTV）。它具有良好的脱模性，可包覆在塑料或金属上。硅橡胶比通用橡胶贵（例如比SBR贵5-10倍），但通过耐久性和最小维护提供价值。
- 其他性能：透明或易着色、不粘表面、低毒性，并可通过高压灭菌、伽马辐射或环氧乙烷灭菌。可无过氧化物硫化用于洁净应用。比重低（1.1-1.5），有助于轻质部件。然而，无底漆时粘附性差，并可能积累静电。
在配方中，硅橡胶常以气相二氧化硅增强，并可与其他材料混合用于混合性能，虽然由于不相容性很少与有机橡胶混合。
硅橡胶的应用
硅橡胶的多功能性和安全特性使其适用于高可靠性应用：
- 医疗和保健：用于植入物（如导管、心脏起搏器导线）、医疗设备密封、管材和假肢，因其生物相容性和可灭菌性。RTV硅橡胶常见于伤口敷料和牙模。
- 电子和电气：用于键盘、连接器密封、绝缘体和灌封化合物，用于电路保护，利用其介电性能和热稳定性。
- 汽车和航空航天：用于垫片、O形圈、火花塞护套和振动支架，在发动机中抵抗热和风化。
- 消费品：用于厨具（如烘焙模具、刮刀）、婴儿产品（奶嘴）和家电密封，因其食品级安全和不粘性。
- 工业密封和垫片：用于泵、阀门和HVAC系统，在非油环境中提供宽温度下的可靠密封。
- 其他用途：粘合剂和密封剂（RTV）、泡沫用于绝缘，以及纺织或电线的涂层。LSR流行于光学和3D打印模具。
硅橡胶生产环保，低VOC排放，并出现可回收变体。它是一种高端材料，年全球消费达数百万吨，由医疗和电子增长驱动。