分析硅橡胶制品化学成分和物理结构
发布时间:2014年11月24日 点击数:
分析硅橡胶制品化学成分和物理结构
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。
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。
硅橡胶特点及其应用
有机硅橡胶是由线性聚硅氧烷混入补强填料,在加热加压条件下硫化生成的特殊合成弹性体。它完美地平衡了机械性质和化学性质,因而能满足今天许多苛刻的应用场合要求。
硅橡胶在下面的领域表现卓越:
1、耐高低温稳定性
2、惰性(无味无臭)
3、透明,易于上色
4、硬度范围宽,10-80邵尔硬度
5、耐化学品
6、良好的密封性能
7、电气性质
8、耐压缩变形
除了上述卓越性能,和常规有机弹性体相比,硅橡胶还特别容易加工制造。硅橡胶容易流动,因而可以在能耗较低的情况下模压、压延、挤出。容易加工也就意味着生产效率高。
硅橡胶制品是一种高活性吸附材料,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。
1、硅橡胶低温弹性:所用的硅橡胶都具有内在的低温弹性,它比天然橡胶或其他合成橡胶的脆化点低。
一般来说,通用型硅橡胶的脆化点为-50~-60摄氏度,特殊配方的硅橡胶脆化点可低达-100摄氏度。硅橡胶的耐寒性对宇航工业的意义十分重大,它主要用作宇航器的密封圈、垫片、转换开关罩、弹性导管和发动机支架。
2、硅橡胶电绝缘性能:硅橡胶具有卓越的电气绝缘性能。其突出优点是电气强度、功率因数和绝缘性能受温度和频率变化很小,在一个很宽的温度范围内,电气强度基本保持稳定不变;在很宽的频率范围内,相对介电常数和介质损耗因数几乎不变。
硅橡胶的耐电晕性和耐电弧性也非常好。硅橡胶不易燃烧,万一发生燃烧,生成的二氧化硅仍具有绝缘性。因此,适于作安全可靠的电线、电缆的蒙皮材料。
3、硅橡胶耐候性:硅橡胶具有优良的耐氧、耐臭氧和耐紫外线照射性能,因此,长期在室外使用不发生龟裂。一般认为硅橡胶可在室外使用20年以上。
4、硅橡胶物理机械性能:硅橡胶的相对密度随品种的不同一般为1.1~1.6,绍尔A硬度为25~75度,拉伸强度1~10.5MPa,伸长率在1000%以内。这些性能可因产品需要不同而加以调整。
虽然硅橡胶在常温下的机械性能比通用橡胶低,但在150摄氏度的高温下,其机械性能远远优于通用橡胶。硅橡胶的压缩永久变形为7%~10%(在150摄氏度下加压70h后测定),这是用作“O”形圈、垫片和垫圈等密封件和辊筒的良好材料。通用橡胶虽然在常温下的压缩永久变形值很小(约10%左右),但温度升高后其值猛增。
5、硅橡胶耐化学物质性能:一般来说,硅橡胶具有良好的耐化学物质、耐燃料油及油类的性能。溶剂对硅橡胶的作用主要是溶胀和软化,而一旦溶剂挥发后硅橡胶的大多数原始性能又恢复了。硅橡胶对乙醇、丙酮等极性溶剂和食用油的耐受能力相当好,只引起很小的溶胀,机械性能基本不降低。
6、硅橡胶耐高温性能:硅橡胶最显著的特性是其高温稳定性,它可在250~300摄氏度的环境中长期使用。若选择适当的填充剂和高温添加剂,其使用温度可高达375摄氏度,并可耐瞬时数千度的高温。据估计,硅橡胶在120摄氏度下使用寿命可达20年,在150摄氏度下可达5年。
硅橡胶由于其卓越的耐高温性能被广泛用作于飞机引擎、燃气轮机、高压釜、阴极射线管、蒸汽和电气机车、烘炉等的密封片和垫片,用于制造各种耐热辊筒和输送带;此外,硅橡胶涂覆的玻璃纤维和石棉纤维布在飞机的传热系统中被用于输送热气体。
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