有機硅膠

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　　有機硅膠產品的基本結構單元是由硅－氧鏈節構成的，側鏈則通過硅原子與其他各種有機基團相連。因此，在有機硅產品的結構中既含有"有機基團"，又含有"無機結構"，這種特殊的組成和分子結構使它集有機物的特性與無機物的功能於一身。

　　有機硅膠屬於合成橡膠中特種橡膠，其根據形態分為固態和液態。液態按硫化溫度又分為室溫硫化型和高溫硫化型。

　　與其他高分子材料相比，有機硅產品的最突出性能是：

　　1．耐溫特性

　　有機硅產品是以硅－氧（Si－O）鍵為主鏈結構的，C－C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子，Si－O鍵的鍵能在有機硅中為121千卡/克分子，所以有機硅產品的熱穩定性高，高溫下（或輻射照射）分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫，而且也耐低溫，可在一個很寬的溫度範圍內使用。無論是化學性能還是物理機械性能，隨溫度的變化都很小。

　　2．耐候性

　　有機硅產品的主鏈為－Si－O－，無雙鍵存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的熱穩定性以及耐輻照和耐候能力。有機硅中自然環境下的使用壽命可達幾十年。

　　3．電氣絕緣性能

　　有機硅產品都具有良好的電絕緣性能，其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻繫數和錶面電阻繫數等均在絕緣材料中名列前茅，而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此，它們是一種穩定的電絕緣材料，被廣泛應用於電子、電氣工業上。有機硅除了具有優良的耐熱性外，還具有優異的拒水性，這是電氣設備在濕態條件下使用具有高可靠性的保障。

　　4．生理惰性

　　聚硅氧烷類化合物是已知的最無活性的化合物中的一種。它們十分耐生物老化，與動物體無排異反應，並具有較好的抗凝血性能。

　　5．低錶面張力和低錶面能

　　有機硅的主鏈十分柔順，其分子間的作用力比碳氫化合物要弱得多，因此，比同分子量的碳氫化合物粘度低，錶面張力弱，錶面能小，成膜能力強。這種低錶面張力和低錶面能是它獲得多方面應用的主要原因：疏水、消泡、泡沫穩定、防粘、潤滑、上光等各項優異性能。

　　由於有機硅具有上述這些優異的性能，因此它的應用範圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用，而且也用於國民經濟各部門，其應用範圍已擴到：建築、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫葯醫療等。

　　有機硅主要分為硅橡膠、硅樹脂、硅油三大類。

　　(一)硅橡膠

　　硅橡膠主要分為室溫硫化硅橡膠,高溫硫化硅橡膠

　　（1）室溫硫化硅橡膠

　　室溫硫化硅橡膠（RTV）是六十年代問世的一種新型的有機硅彈性體，這種橡膠的最顯著特點是在室溫下無須加熱、如壓即可就地固化，使用極其方便。因此，一問世就迅成為整個有機硅產品的一個重要組成部分。現在室溫硫化硅橡膠已廣泛用作粘合劑、密封劑、防護塗料、灌封和制模材料，在各行各業中都有它的用途。

　　室溫硫化硅橡膠按其包裝方式可分為單組分和雙組分室溫硫化硅橡膠，按硫化機理又可分為縮合型和加成型。因此，室溫硫化硅橡膠按成分、硫化機理和使用工藝不同可分為三大類型，即單組分室溫硫化硅橡膠、雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠和雙組分加成型室溫硫化硅橡膠。這三種系列的室溫硫化硅橡膠各有其特點：單組分室溫硫化硅橡膠的優點是使用方便，但深部固化速度較困難；雙組分室溫硫化硅橡膠的優點是固化時不放熱,收縮率很小，不膨脹，無內應力，固化可在內部和錶面同時進行，可以深部硫化；加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要決定於溫度，因此，利用溫度的調節可以控制其硫化速度。

　　1）雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠簡介

　　雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠是最常見的一種室溫硫化硅橡膠，其生膠通常是羥基封端的聚硅氧烷，再與其它配合劑、催化劑相結合組成膠料，這種膠料的粘度範圍可從100釐沲至一百萬釐沲之間。

　　雙組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應不是靠空氣中的水分, 而是靠催化劑來進行引發。通常是將硅生膠、填料、交鏈劑作為一個組分包裝，催化劑單獨作為另一個組分包裝，或採用其它的組合方式，但必須把催化劑和交鏈劑分開包裝。無論採用何種包裝方式，只有當兩種組分完全混合在一起時才開始發生固化。常用的交鏈劑是正硅酸乙酯，催化劑為二丁基二月桂酸錫。並根據所需最終產品的性質加入適當的填充劑和添加劑。近年來，許多國家由於二丁基二月桂酸錫屬於中等毒性級別的物質，在食品袋和血漿袋中禁止加入二丁基錫，基本上已被低毒的辛基錫所取代。

　　雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要取決於催化劑的類型、用量以及溫度。催化劑用量越多硫化越快，同時擱置時間越短。在室溫下，擱置時間一般為幾小時，若要延長膠料的擱置時間，可用冷卻的方法。雙組分縮合型室溫硫化硅椽膠在室溫下要達到完全固化需要一天左右的時間，但在150℃的溫度下只需要1小時。通過使用促進劑γ-氨基丙基三乙氧基硅烷進行協合效應可顯著提高其固化速度。

　　雙組分室溫硫化硅橡膠可在一65～250℃溫度範圍內長期保持彈性，並具有優良的電氣性能和化學穩定性， 能耐水、耐臭氧、耐氣候老化，加之用法簡單，工藝適用性強，因此，廣泛用作灌封和制模材料。各種電子、電器元件用室溫硫化硅橡膠塗覆、灌封後，可以起到防潮（防腐、防震等保護作用。可以提高性能和穩定參數。雙組分室溫硫化硅橡膠特別適宜於做深層灌封材料並具有較快的硫化時間，這一點是優於單組分室溫硫化硅橡膠之處。

　　2）單組分室溫硫化硅橡膠

　　單組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應是靠與空氣中的水分發生作用而硫化成彈性體。隨著鏈劑的不同，單組分室溫硫化硅橡膠可為脫酸型、脫肟型、脫醇型、脫胺型、脫酰胺型和脫酮型等許多品種。單組分室溫硫化硅橡膠的硫化時間取決於硫化體系、溫度、濕度和硅橡膠層的厚度，提高環境的溫度和濕度，都能使硫化過程加快。在典型的環境條件下，一般15~30分鐘後，硅橡膠的錶面可以沒有粘性，厚度0.3釐米的膠層在一天之內可以固化。固化的深度和強度在三個星期左右會逐漸得到增強。

　　單組分室溫硫化硅橡膠具有優良的電性能和化學惰性，以及耐熱、耐自然老化、耐火焰、耐濕、透氣等性能。它們在-60~200℃範圍內能長期保持彈性。它固化時不吸熱、不放熱，固化後收縮率小，對材料的粘接性好。因此，主要用作粘合劑和密封劑，其它應用還包括就地成型墊片、防護塗料和嵌縫材料等。許多單組分硅橡膠粘接劑的配方表現出對多種材料如大多數金屬、玻璃、陶瓷和混凝上的自動粘接性能。當粘接困難時，可在基材上進底塗來提高粘接強度，底塗可以是具有反應活性的硅烷單體或樹脂，當它們在基材上固化後，生成一層改性的適合於有機硅粘接的錶面。單組分室溫硫化硅橡膠雖然使用方便，但由於它的硫化是依懶大氣中的水分，使硫化膠的厚度受到限制，只能用於需要6毫米以下厚度的場合。單組分室溫硫化硅橡膠的硫化反應是從錶面逐漸往深處進行的，膠層越厚，固化越慢。當深部也要快速固化時，可採用分層澆灌逐步硫化法，每次可加一些膠料，等硫化後再加料，這樣可以減少總的硫化時間。添加氧化鎂可加速深層膠的硫化。

　　3）雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠

　　雙組分室溫硫化硅橡膠硫化反應不是靠空氣中的水分,而是靠催化劑來進行引發。通常是將膠料與催化劑分別作為一個組分包裝。只有當兩種組分完全混合在一起時才開始發生固化。雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要取決於催化劑的類型、用量以及溫度。催化劑用量越多硫化越快，同時擱置時間越短。在室溫下，擱置時間一般為幾小時，若要延長膠料的擱置時間，可用冷卻的方法。雙組分縮合型室溫硫化硅椽膠在室溫下要達到完全固化需要一天左右的時間，但在150℃的溫度下只需要1小時。通過使用促進劑進行協合效應可顯著提高其固化速度。

　　雙組分室溫硫化硅橡膠可在一65~250℃溫度範圍內長期保持彈性，並具有優良的電氣性能和化學穩定性，能耐水、耐臭氧、耐氣候老化，加之用法簡單，工藝適用性強，因此，廣泛用作灌封和制模材料。各種電子、電器元件用室溫硫化硅橡膠塗覆、灌封後，可以起到防潮（防腐、防震等保護作用。可以提高性能和穩定參數。雙組分室溫硫化硅橡膠特別適宜於做深層灌封材料並具有較快的硫化時間，這一點是優於單組分室溫硫化硅橡膠之處。雙組分室溫硫化硅橡膠硫化後具有優良的防粘性能，加上硫化時收縮率極小，因此，適合於用來製造軟模具，用於鑄造環氧樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蠟、低熔點合金等的模具。此外，利用雙組分室溫硫化硅橡膠的高模擬性能可以在文物上複製各種精美的花紋。雙組分室溫硫化硅橡膠在使用時應註意：首先把膠料和催化劑分別稱量，然後按比例混合。混料過程應小心操作以使夾附氣體量達到最小。膠料混勻後（顏色均勻），可通過靜置或進行減壓（真空度700毫米汞柱）除去氣泡,待氣泡全部排出後，在室溫下或在規定溫度下放置一定時間即硫化成硅橡膠。

　　4）雙組分加成型室溫硫化硅橡膠

　　雙組分加成型室溫硫化硅橡膠有彈性硅凝膠和硅橡膠之分，前者強度較低，後者強度較高。它們的硫化機理是基於有機硅生膠端基上的乙烯基（或丙烯基）和交鏈劑分子上的硅氫基發生加成反應（氫硅化反應）來完成的。在該反應中，不放出副產物。由於在交鏈過程中不放出低分子物，因此加成型室溫硫化硅橡膠在硫化過程中不產生收縮。這一類硫化膠無毒、機械強度高、具有卓越的抗水解穩定性（即使在高壓蒸汽下）、良好的低壓縮形變、低燃燒性、可深度硫化、以及硫化速度可以用溫度來控制等優點，因此是目前國內外大力發展的一類硅橡膠。雙組分室溫硫化硅橡膠可在一65～250℃溫度範圍內長期保持彈性，並具有優良的電氣性能和化學穩定性， 能耐水、耐臭氧、耐氣候老化，加之用法簡單，工藝適用性強，因此，廣泛用作灌封和制模材料。各種電子、電器元件用室溫硫化硅橡膠塗覆、灌封後，可以起到防潮（防腐、防震等保護作用。可以提高性能和穩定參數。雙組分室溫硫化硅橡膠特別適宜於做深層灌封材料並具有較快的硫化時間，這一點是優於單組分室溫硫化硅橡膠之處。

　　雙組分室溫硫化硅橡膠硫化後具有優良的防粘性能，加上硫化時收縮率極小，因此，適合於用來製造軟模具，用於鑄造環氧樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蠟、低熔點合金等的模具。此外，利用雙組分室溫硫化硅橡膠的高模擬性能可以複製各種精美的花紋。例如，在文物複製上可用來複制古代青銅器，在人造革生產上可用來複制蛇、蟒、鱷魚和穿山甲等動物的皮紋，起到以假亂真之效。

　　雙組分室溫硫化硅橡膠在使用時應註意幾個具體問題：首先把基料、交聯劑和催化劑分別稱量，然後按比例混合。通常兩個組分應以不同的顏色提供使用，這樣可直觀地觀察到兩種組分的混合情況，混料過程應小心操作以使夾附氣體量達到最小。膠料混勻後（顏色均勻），可通過靜置或進行減壓（真空度700毫米汞柱）除去氣泡,待氣泡全部排出後，在室溫下或在規定溫度下放置一定時間即硫化成硅橡皮。

　　雙組分室溫硫化硅橡膠硅氧烷主鏈上的側基除甲基外，可以用其它基團如苯基、三氟丙基、氰乙基等所取代，以提高其耐低溫、耐熱、耐輻射或耐溶劑等性能。同時，根據需要還可加入耐熱、阻燃、導熱、導電的添加劑，以制得具有耐燒蝕、阻燃、導熱和導電性能的硅橡膠。