二甲基硅橡膠

二甲基硅橡膠簡稱甲基硅橡膠:

制備高分子量的線型二甲基聚硅氧烷橡膠,必須要有高純度的原料,為保證原料的純度,工業上通常是先將經過精鎦提純,含量為99.5%以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介質中,在

酸催化下進行水解縮合,并分離出雙官能度的硅氧烷四聚體即八甲基環四硅氧烷,然后再使四環體在催化劑作用下,形成高分子線型二甲基聚硅氧烷。

二甲基硅橡膠生膠為無色透明的彈性體,通常用活性較高的有機過氧化物進行硫化。硫化膠可

在-60~+250℃范圍內使用,二甲基硅橡膠的硫化活性低,高溫壓縮永久變形大,不宜于制厚制品,厚制品硫化比較困難,內層亦易起泡。由于含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡膠性能較之為優,故二甲基硅橡膠已逐漸被甲基乙烯基硅橡膠所取代。現今生產和應用的其它類型的硅橡膠,它們除含有二甲基硅氧烷結構單元外,還含有或多或少的其它雙官能硅氧烷的結構單元,但其制備方法與二甲基硅橡膠的制法沒有本質的區別,其制備方法一般為在有利于環體形成的條件下,使所需的某種雙官能度的硅單體進行水解縮合,然后按其所需比例加入八甲基環四硅氧烷,再在催化劑作用下共同反應而制得。

甲基乙烯基硅橡膠

甲基乙烯基硅橡膠簡稱乙烯基硅橡膠。

此種橡膠由于含有少量的乙烯基側鏈,故比甲基硅橡膠容易硫化,使之有更多種類的過氧化物可供硫化使用,并可大大減少過氧化物的用量。采用含少量乙烯基的硅橡膠與二甲基硅橡膠相較,可使抗壓縮永久變形性能獲得顯著的改進,低的壓縮變形反映了它作為密封件在高溫下具有較佳的支撐性,這乃是O型圈和墊圈等所必須具備的要求之一。甲基乙烯基硅橡膠工藝性能較好,操作方便,可制成厚制品且壓出、壓延半成品表面光滑,是較常用的一種硅橡膠。

甲基苯基乙烯基硅橡膠

甲基苯基乙烯基硅橡膠簡稱苯基硅橡膠。此種橡膠是在乙烯基硅橡膠的分子鏈中,引入二苯基硅氧鏈節或甲基苯基硅氧鏈節而得。

根據硅橡膠中苯基含量(苯基:硅原子)的不同,可將其分為低苯基、中苯基及高苯基硅橡膠。當橡膠發生結晶或接近于玻璃化轉變點或者這兩種情況重疊,均會導致橡膠呈現僵硬狀態。引入適量的大體積的基團使聚合物鏈的規整性受到破壞,則可降低聚合物的結晶溫度,同時由于大體積基團的引入改變了聚合物分子間的作用力,故也可以改變玻璃化溫度。低苯基硅橡膠(C6H5/Si=6~11%)即由于上述原因具有優良的耐低溫性能,且與所用苯基單體類型無關。硫化膠的脆性溫度為-120℃,是現今低溫性能最好的橡膠。低苯基硅橡膠兼有乙烯基硅橡膠的優點,而且成本也不很高,因此有取代乙烯基硅橡膠的趨勢。在大大提高苯基含量時則會使分子鏈的剛性增大,從而導致耐寒性和彈性的降低,但耐燒蝕和耐輻射性能將有所提高,苯基含量達C6H5/Si=20~34%為中苯基硅橡膠具有耐燒蝕的特點,高苯基硅橡膠(C6H5/Si=35~50%)則具有優異的耐輻射性能。

腈硅橡膠

氟硅橡膠是側鏈引入氟代烷基的一類硅橡膠。常用的氟硅橡膠為含有甲基、三氟丙基和乙烯基的氟硅橡膠。

氟硅膠具有良好的耐熱性及優良的耐油、耐溶劑性能,如對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、石油基的各種燃料油、潤滑油、液壓油以及某些合成油在常溫和高溫下的穩定性均較好,這些是單純的硅橡膠所不及的。氟硅橡膠具有較好的低溫性能,對于單純的氟橡膠而言,是一種很大的改進。含三氟丙基的氟硅橡膠保持彈性的溫度范圍一般為-50℃~+200℃,耐高低溫性能較乙烯基硅橡膠差,且在加熱到300℃以上時將會產生有毒氣體。在電絕緣性能方面較乙烯基硅橡膠差得多。在氟硅橡膠的膠料中加入適量的低粘度羥基氟硅油,膠料熱處理,再加入少量乙烯基硅橡膠,可使工藝性能顯著改善,有利于解決膠料粘輥和存放結構化嚴重等問題,能延長膠料的有效使用期。在上述氟硅橡膠中引入甲基苯基硅氧鏈節時,會有助于耐低溫性能的改善,且加工性能良好。

腈硅橡膠是側鏈引入腈烷基(一般為β—腈乙基或γ—腈丙基)的一類硅橡膠。極性腈基的引入改善了硅橡膠的耐油、耐用溶劑性能,但其耐熱性、電絕緣性及加工性則有所降低。

腈烷基的類型和含量對腈硅橡膠的性能有較大的影響,如含7.5%克分子γ—腈丙基的硅橡膠,其耐寒性能與低苯基硅橡膠相似,耐油性能 較低苯基硅橡膠為好,當γ—腈丙基含量增至33~50%克分子時,則耐寒性顯著降低,耐油性能提高,耐熱為200℃。如用β—腈乙基代替γ—腈丙基時則能使腈硅橡膠的耐熱性進一步提高。

苯撐和苯醚撐硅橡膠

苯撐硅橡膠是在聚硅氧烷主鏈上引入苯撐基的一類硅橡膠。

由于苯撐基的引入,因而使硅橡膠的耐輻射性能大大提高,同時因芳環的存在使分子鏈的剛性增大,柔順性降低,玻璃化溫度提高,耐寒性能下降,而抗張強度則有所增高。苯撐硅橡膠具有優良的耐高溫、抗輻射性能,耐高溫可達250~300℃,且有良好的介電性能和防潮防霉耐水蒸氣等特性。在苯撐硅橡膠的生膠組成中,當苯撐含量為60%、苯基含量30%、甲基含量10%(乙烯基含量0.6%)時是適宜的,在這種情況下,硫化膠具有良好的綜合性能。

苯撐硅橡膠的缺點是低溫性能不佳,脆性溫度為-25℃,影響了它在某些方面的應用,苯醚撐硅橡膠的低溫性能則遠2.較苯撐硅橡膠為好,脆性溫度為-64~70℃。

苯醚撐硅橡膠是分子主鏈引入苯醚撐和苯撐基團的聚硅氧烷。

苯醚撐硅橡膠具有良好的力學性能,一般抗張強度可達150~180公斤/平方厘米(即14.7~17.7Mpa遠高于乙烯基硅橡膠強度,同時具有優良的耐輻射性能并優于苯撐硅橡膠。它可耐長時間250℃熱空氣老化,老化后仍具有較高的強度。苯醚撐硅橡膠的低溫性能雖然比乙烯基硅橡膠差,但卻遠優于苯撐硅橡膠。其介電性能與乙烯基硅橡膠接近,但苯醚撐硅橡膠的耐油差,既不耐非極性的石油基油,也不耐極性的合成油(如4109雙酯類合成潤滑油、磷酸酯液壓油的性能。總之,苯醚撐硅橡膠與乙烯基硅橡膠相較具有較高的強度和抗輻射性能,相似的耐高溫性能和介電性能,較差的低溫性能、耐油性能和彈性。苯醚撐硅橡膠具有良好的加工工藝性能可用于制造特殊要求的模型制品和壓出制品。