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硅胶专业知识汇总
时间 : 2018-04-07 14:51 浏览量 : 307

仅此献给同样是从事硅胶业的朋友们—知识的吸纳没有尽头,唯有努力去吸收,为我所用!同时也让大家了解硅胶是什么,硅胶是什么,等硅胶专业知识。

 

硅胶(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。高温硅胶主要用于制造各种硅胶制品,而室温硅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,热硫化型又分甲基硅胶(MQ)、甲基乙烯基硅胶(VMQ,用量及产品牌号最多)、甲基乙烯基苯基硅胶PVMQ(耐低温、耐辐射),其他还有睛硅胶、氟硅胶等。


硅胶专业知识--硅胶概述


在众多的合成橡胶中,硅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,试制成功了多种硅胶医疗用品。



硅胶专业知识

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硅胶专业知识--医疗用品


硅胶防噪音耳塞:佩戴舒适,能很好的阻隔噪音,保护耳膜。

硅胶胎头吸引器: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。

此外还有硅胶人造气管、人造肺、人造骨、硅胶十二指肠管等,功效都十分理想。

 

 

硅胶专业知识--硅胶介绍


硅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、氟硅胶外,一般的硅胶耐油、耐溶剂性能欠佳,故硅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胶。

 

 


硅胶专业知识

硅胶专业知识



硅胶专业知识--硅胶主要品种


概述

硅胶主要分为室温硫化硅胶,高温硫化硅胶。因此,室温硫化硅胶按成分、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胶、双组分缩合型室温硫化硅胶和双组分加成型室温硫化硅胶。这三种系列的室温硫化硅胶各有其特点:单组分室温硫化硅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;加成型室温硫化硅胶的硫化时间主要决定于温度。


硅胶按其硫化特性可分为热硫化型硅胶和室温硫化型硅胶两类。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胶,甲基苯基乙烯基硅胶、氟硅,腈硅胶等。


1、二甲基硅胶(简称甲基硅胶):


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,二甲基硅胶的硫化活性低,高温压缩变形大,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胶性能较之为优,故二甲基硅胶已逐渐被甲基乙烯基硅胶所取代。现今生产和应用的其它类型的硅胶,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入八甲基环四硅氧烷,再在催化剂作用下共同反应而制得。


2、甲基乙烯基硅胶(简称乙烯基硅胶):

 

此种橡胶由于含有少量的乙烯基侧链,故比甲基硅胶容易硫化,使之有更多种类的过氧化物可供硫化使用,并可大大减少过氧化物的用量。采用含少量乙烯基的硅胶与二甲基硅胶相较,可使抗压缩变形性能获得显著的改进,低的压缩变形反映了它作为密封件在高温下具有较佳的支撑性,这乃是O型圈和垫圈等所必须具备的要求之一。甲基乙烯基硅胶工艺性能较好,操作方便,可制成厚制品且压出、压延半成品表面光滑,是目前较常用的一种硅胶。


3、甲基苯基乙烯基硅胶(简称苯基硅胶):


此种橡胶是在乙烯基硅胶的分子链中,引入二苯基硅氧链节或甲基苯基硅氧链节而得。

根据硅胶中苯基含量(苯基:硅原子)的不同,可将其分为低苯基、中苯基及高苯基硅胶。当橡胶发生结晶或接近于玻璃化转变点或者这两种情况重叠,均会导致橡胶呈现僵硬状态。引入适量的大体积的基团使聚合物链的规整性受到破坏,则可降低聚合物的结晶温度,同时由于大体积基团的引入改变了聚合物分子间的作用力,故也可以改变玻璃化温度。低苯基硅胶(C6H5/Si=6~11%)即由于上述原因具有优良的耐低温性能,且与所用苯基单体类型无关。硫化胶的脆性温度为-120℃,是现今低温性能的橡胶。低苯基硅胶兼有乙烯基硅胶的优点,而且成本也不很高,因此有取代乙烯基硅胶的趋势。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,苯基含量达C6H5/Si=20~34%为中苯基硅胶具有耐烧蚀的特点,高苯基硅胶(C6H5/Si=35~50%)则具有优异的耐辐射性能。


4、氟硅、腈硅胶


氟硅胶是侧链引入氟代烷基的一类硅胶。常用的氟硅胶为含有甲基、三氟丙基和乙烯基的氟硅胶。

氟硅胶具有良好的耐热性及优良的耐油、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,这些是单纯的硅胶所不及的。氟硅胶具有较好的低温性能,对于单纯的氟橡胶而言,是一种很大的改进。含三氟丙基的氟硅胶保持弹性的温度范围一般为-50℃~+200℃,耐高低温性能较乙烯基硅胶差,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胶差得多。在氟硅胶的胶料中加入适量的低粘度羟基氟硅油,胶料热处理,再加入少量乙烯基硅胶,可使工艺性能显著改善,有利于解决胶料粘辊和存放结构化严重等问题,能延长胶料的有效使用期。在上述氟硅胶中引入甲基苯基硅氧链节时,会有助于耐低温性能的改善,且加工性能良好。

腈硅胶是侧链引入腈烷基(一般为β—腈乙基或γ—腈丙基)的一类硅胶。极性腈基的引入改善了硅胶的耐油、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胶的性能有较大的影响,如含7.5%克分子γ—腈丙基的硅胶,其耐寒性能与低苯基硅胶相似,耐油性能 较低苯基硅胶为好,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胶的耐热性进一步提高。


5、苯撑和苯醚撑硅胶


1.苯撑硅胶是在聚硅氧烷主链上引入苯撑基的一类硅胶。

由于苯撑基的引入,因而使硅胶的耐辐射性能大大提高,同时因芳环的存在使分子链的刚性增大,柔顺性降低,玻璃化温度提高,耐寒性能下降,而抗张强度则有所增高。苯撑硅胶具有优良的耐高温、抗辐射性能,耐高温可达250~300℃,且有良好的介电性能和防潮防霉耐水蒸气等特性。在苯撑硅胶的生胶组成中,当苯撑含量为60%、苯基含量30%、甲基含量10%(乙烯基含量0.6%)时是适宜的,在这种情况下,硫化胶具有良好的综合性能。

苯撑硅胶的缺点是低温性能不佳,脆性温度为-25℃,影响了它在某些方面的应用,苯醚撑硅胶的低温性能则远2.较苯撑硅胶为好,脆性温度为-64~70℃。

苯醚撑硅胶是分子主链引入苯醚撑和苯撑基团的聚硅氧烷。

苯醚撑硅胶具有良好的力学性能,一般抗张强度可达150~180公斤/平方厘米(即14.7~17.7Mpa远高于乙烯基硅胶强度,同时具有优良的耐辐射性能并优于苯撑硅胶。它可耐长时间250℃热空气老化,老化后仍具有较高的强度。苯醚撑硅胶的低温性能虽然比乙烯基硅胶差,但却远优于苯撑硅胶。其介电性能与乙烯基硅胶接近,但苯醚撑硅胶的耐油差,既不耐非极性的石油基油,也不耐极性的合成油(如4109双酯类合成润滑油、磷酸酯液压油的性能。总之,苯醚撑硅胶与乙烯基硅胶相较具有较高的强度和抗辐射性能,相似的耐高温性能和介电性能,较差的低温性能、耐油性能和弹性。苯醚撑硅胶具有良好的加工工艺性能可用于制造特殊要求的模型制品和压出制品。


6、室温硫化硅胶


室温硫化型硅胶(简称RTV)是指不需加热在室温下即可硫化的一类硅胶。室温硫化硅胶是一种端基含有羟基(或乙酰氧基)的硅胶,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。室温硫化硅胶可分为单组份型和双组份型两种。

双组份型室温硫化硅胶是由含端羟基的硅胶和补强填充剂、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胶,是由端基含有乙酰氧基的硅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。


7、液体硅胶


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,但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。

 

 硅胶专业知识

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硅胶专业知识--硅胶特点及其应用


有机硅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。

硅胶在下面的领域表现卓越:

耐高低温稳定性

惰性(无味无臭)

透明,易于上色

硬度范围宽,10-80邵尔硬度

耐化学品

良好的密封性能

电气性质

耐压缩变形

除了上述卓越性能,和常规有机弹性体相比,硅胶还特别容易加工制造。硅胶容易流动,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。


硅胶可以以下面的形式提供:

混炼胶 : 这种即用型材料可以根据您的加工设备和最终用途进行上色和催化。

基础料: 这类有机硅聚合物同样含有补强填料。橡胶基础料可以进一步和颜料和添加剂混炼,形成混炼胶,满足您的色彩和其他制造要求。

液体硅胶(LSR): 这种双组分液体橡胶体系可以通过泵输入适当的注射成型设备,然后热固化成模压橡胶部件。

氟硅胶混炼胶和基础料: 氟硅胶保持了有机硅的许多关键性质,此外,它还具有优越的耐化学品、燃料及耐油性。

硅胶管是含有硅氧键的线型高分子弹性体,因而具有很高的热稳定性。并具有优异的耐臭氧老化、氧老化、光老化和天候老化的性能,同时具有优良的电绝缘性能、防霉性能和高透气性能。硅胶比塑料耐冷耐热,在零下70摄氏度到零上250摄氏度之间特性保持不变。

硅胶应用领域十分广泛,可以制作很多模型制品及工业配套产品,如各种医疗级硅胶管、奶瓶吸管、硅胶条、奶嘴、硅胶餐具、O型圈、垫片、皮碗、油封、活门、减震器及膜片、药瓶塞等。由于硅胶具有无毒、与其他材料无黏着能力、能经受多次蒸煮消毒的特点,广泛用于医疗卫生和食品工业方面,如医疗器械、饮水设备、运动器材、电子、电器、灯饰、音响、玩具、安防监控、汽车、工业机械设备等。此外,硅胶制品厂硅胶还可作为各种电子管或电气元件的涂层、密封,具有防潮、避尘、防震等效果。

近30年来,世界硅胶产品的年增长率保持在8%~15%,远远超过一般国家的国民经济增长率。硅胶在我国的应用已很广泛,数量和品种持续增长,应用领域不断拓宽,我国已成为硅胶产品极具潜力的市场。

 

硅胶专业知识--配合


硅胶按硫化机理可分为三大类:有机过氧化物引发的自由基交联型、缩聚反应型、加成反应型。

配合剂主要包括:补强剂、硫化剂及某些特殊的助剂,一般需要5 ~6个组分即可组成实用配方。

配方设计注意点:

1.硅胶是饱和度高的生胶,通常不用硫磺硫化,采用热硫化,热硫化采用有机过氧化物做硫化剂,因此,生胶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做补强剂。

3.硅胶在微量的酸碱等极性化学试剂的作用下易引起硅氧烷的裂解和重排,导致硅胶耐热性降低。所以选用配合剂时必须考虑它的酸碱性,同时还应考虑过氧化物裂解产物的酸碱性,以免影响硫化胶的性能。(硅胶为非极性橡胶)

 

硅胶专业知识--生胶的选择


生胶的选择:依据产品的性能和使用条件选择具有不同特性的生胶。

乙烯基硅胶:制品要求使用温度在-70 ~250 ℃范围内,都可采用乙烯基硅胶。

低苯硅胶:制品要求使用温度很高时-90 ~300 ℃范围内,可采用低苯硅胶。

氟硅胶:制品要求耐高低温又耐燃油和溶剂时,采用氟硅胶

 

硅胶专业知识--硅胶布


硅胶布是以耐高温高强型玻璃纤维布为基材,由硅胶经特殊工艺复合而成。是一种高性能,多用途的复合材料。已被广泛应用于航天、化工、石油、大型发电设备、机械、冶金、电气绝缘、建筑等领域。

 

硅胶玻纤布主要性能、特点:

1、优良的耐高温、低温性能,适合工作环境温度范围为-70℃~280℃;保温性能好。

2、强度高;既柔软又有韧性,可剪裁加工。

3、耐化学腐蚀性能好;抗油、防水[可擦洗]。

4、耐热老化与耐气候老化,以及耐臭氧、氧、光等。

5、具有高绝缘性能,介电常数3~3.2,击穿电压20~50kv/mm。

 

 

硅胶专业知识

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硅胶专业知识--硅胶杂件定义


硅胶杂件其实指的是不同种类不同硅胶制品的统称,我们业内称之为硅胶杂件,它包括硅胶耳塞、硅胶脚垫、硅胶餐具、硅胶密封圈、硅胶按键、硅胶O型圈、硅胶表带,硅胶手环等等各类产品,在我们的日常生活、工业制造、医学中都广泛的使用。


硅胶专业知识--制造要求

采用氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅胶、天然-氯丁-丁苯并用橡胶、橡塑并用胶料等耐老化性能优良的胶料制造。


硅胶专业知识--硅胶的发展

近年来,硅胶产业取得了令人瞩目的成绩。随着消费量的跨越式增长,硅胶产业已经开始由高性能特种橡胶转变为大宗合成橡胶,成为用量的橡胶品种之一。据悉,从橡胶消费的胶种情况看,天然橡胶占41.8%,丁苯橡胶和顺丁橡胶合计占28.4%,而硅胶通常仅用于建筑密封胶、导电按键等少数非轮胎领域,仅占橡胶消费总量的6.4%。因此,随着硅胶在部分非轮胎的细分领域取代其它胶种,其消费量必将成倍增长,市场空间会进一步打开。对此,业内人士也认同以上观点。


据预计,到2015年,硅胶将占国内橡胶消费总量的10%~15%,即硅胶消费量有望达到100万~150万吨,而到2020年,硅胶占橡胶消费总量的比例有望达到20%~33%,即硅胶消费量有望达到300万~500万吨。换而言之,硅胶产业的发展潜力和远期发展都非常诱人,其高速发展也必将对上下游产业产生极为深远的影响。


事实上,硅胶产业的上下游产业联动效应已开始逐步显现。有专家指出,硅胶产业发展的亮点是可以大幅提高橡胶的国内自给率。据统计,如果到2020年硅胶占我国橡胶消费量的比例由目前的6.5%提高到33%,那么我国橡胶的整体国内自给率可由目前的大约50%提高到80%以上,从而大大缓解橡胶供应紧张状况,降低橡胶加工行业的生产成本。由此可见,硅胶产业的发展不仅仅是单个产业的单一发展,而是牵涉到多个行业的共同发展,对于增强橡胶加工行业的盈利能力和提高橡胶制品的质量水平都具有深远的意义。 



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