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解析硅橡胶基本种类
发布时间:2020-12-17 08:18
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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,腈硅、氟硅橡胶外,一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳。
一、硅橡胶主要品种
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、甲基苯基乙烯基硅橡胶(简称苯基硅橡胶):
根据硅橡胶中苯基含量(苯基:硅原子)的不同,可将其分为低苯基、中苯基及高苯基硅橡胶。在大大提高苯基含量时则会使分子链的刚性增大,从而导致耐寒性和弹性的降低,但耐烧蚀和耐辐射性能将有所提高,低苯基硅橡胶(C6H5/Si=6~11%)是现今低温性能最好的橡胶。兼有乙烯基硅橡胶的优点,而且成本也不很高,因此有取代乙烯基硅橡胶的趋势。
中苯基硅橡胶(C6H5/Si=20~34%)为具有耐烧蚀的特点。
高苯基硅橡胶(C6H5/Si=35~50%)则具有优异的耐辐射性能。
2、腈硅橡胶
腈硅橡胶是侧链引入腈烷基(一般为β—腈乙基或γ—腈丙基)的一类硅橡胶。极性腈基的引入改善了硅橡胶的耐油、耐用溶剂性能,但其耐热性、电绝缘性及加工性则有所降低。腈烷基的类型和含量对腈硅橡胶的性能有较大的影响,如含7.5%克分子γ—腈丙基的硅橡胶,其耐寒性能与低苯基硅橡胶相似,耐油性能 较低苯基硅橡胶为好,当γ—腈丙基含量增至33~50%克分子时,则耐寒性显著降低,耐油性能提高,耐热为200℃。如用β—腈乙基代替γ—腈丙基时则能使腈硅橡胶的耐热性进一步提高。
3、液体硅橡胶:
根据分子结构中所含官能团(即交联点)位置,常把带有官能团的液体橡胶分成两大类:一类是官能团处于分子结构两端的称之为遥爪型液体橡胶;另一类是活性官能团在主链中呈无规分布,即所谓在分子结构内带官能团者,称为非遥爪型液体橡胶。当然,也有既带中间官能团又带有端基官团的,目前重点是对遥爪型液体橡胶进行研究。对于液体橡胶,应根据其所含的活性官能基来选择带有适当官能团的链增长剂或交联剂。
液体硅橡胶可用于涂敷、浸渍及灌注。例如粘度为0.07~50帕•秒/25℃的羟基封端聚二甲基硅氧烷,用甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷为链增长剂,用有机过氧化物,如过氧化二苯甲酰、25—二甲基地5—二叔丁基过氧己烷为硫化剂,此种胶料流动性好、粘度低,在其硫化过程中同时发生链子增长反应,故可获得高分子量的弹性体,具有良好的物理机械性能。
链增长剂甲基乙烯基双吡咯烷酮硅烷,可由吡咯烷酮与甲基乙烯基二氯硅烷在三乙胺存在下反应而得,产物容易水解,故需存放在干燥密闭的容器中,这种化合物的吡咯烷酮基在室温下可与聚二甲基硅氧烷内的端羟基缓慢反应,其反应速度随温度升高而加快。
从理论上讲,此反应可连续进行,直至获得无限大的分子量。甲基乙烯基吡咯烷酮硅烷中的乙烯基还可作为硫化反应的活化点,能促使聚二甲基硅氧烷交联,生成高分子量的弹性体。
由于吡咯烷酮基与羟基在室温下反应十分缓慢,故加入各组分经混合后的胶料具有较长的适用期,在1小时内胶料的粘度基本不变,仍保持良好的流动性,可注入微小的孔隙中。混合后的胶料在150℃下加热10分钟即可硫化成弹性体。
4、甲基乙烯基硅橡胶(简称乙烯基硅橡胶):
是目前较常用的一种硅橡胶。
5、氟硅橡胶:
具有良好的耐热性而且具有优良的耐油、耐溶剂性能,如对脂肪烃、芳香烃、氯代烃、石油基的各种燃料油、润滑油、液压油以及某些合成油在常温和高温下的稳定性均较好。
耐高低温性能较乙烯基硅橡胶为差,且在加热到300℃以上时将会产生有毒气体。
在电绝缘性能方面较乙烯基硅橡胶差得多。
6、室温硫化硅橡胶:
室温硫化型硅橡胶(简称RTV)是指不需加热在室温下即可硫化的一类硅橡胶。室温硫化硅橡胶是一种端基含有羟基(或乙酰氧基)的硅橡胶,分子量较低,通常 为粘稠状的流体。这类橡胶中加入适量补强填充剂、硫化剂和催化剂(或受空气中的水分作用)后即可在室温下硫化而成弹性体。硫化完全之后在耐热性、耐寒性、介电性能等方面都很好,唯其机械强度较低些,可用于浇铸和涂敷胶料。室温硫化硅橡胶 可分为单组份型和双组份型两种。
双组份型室温硫化硅橡胶是由含端羟基的硅橡胶和补强填充剂、硫化剂等配合而成,使用时再添加催化剂。常用的硫化剂为有机锡盐,如二月桂酸二丁基锡,用量一般为0.5~5份或采用辛酸亚锡,它比二月桂酸二丁基锡的催化能力强。硫化时即在催化剂的作用下,使含端羟基的硅橡胶与硫化剂之间发生脱醇缩合反应而形成交联结构。改变硫化剂和催化剂的用量,即可调节硫化速度,一般用量大时,硫化速度快,反之则慢。在硫化过程中,生成的醇类物质逐渐从硫化胶中扩散逸出。
单组份型室温硫化硅橡胶,是由端基含有乙酰氧基的硅橡胶与补强填充剂以及其它助剂配合而成,使用时不需添加催化剂,从密封包装中取出后与空气中的水分作用即可硫化成为弹性体。此种硅橡胶对金属、玻璃和塑料等都有很好的粘合力,其缺点是硫化过程中伴有醋酸生成,虽能从硫化胶中扩散逸出,但对接触物体,特别是对金属有腐蚀作用。单组份型作用方便,特别适用于密封、嵌缝等用途。


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