硅橡胶的特性

硅橡胶的特性

硅橡胶

硅橡胶的性能主要源于线型聚硅氧烷的化学结构，即由于主链由Si-O-Si键组成，具有优异的热氧化稳定性，耐候性以及良好的电性能。当生胶侧链中引入少量苯基，可改善橡胶的耐低温性能；引入γ-三氟丙基，可提高耐油、耐溶剂性能。主链中引入亚芳基可提高耐用辐照及机械性能等。此外硅橡胶以白炭黑及金属氧化物等作填料，以有机硅化合物（硅氧烷或硅烷）作结构控制剂，并使用特定的改性添加剂，过氧化物硫化剂以及配合成型工艺等。因而，硅橡胶不仅具有一系列不同于有机橡胶的特性，而且硅橡胶之间的性能也可有相当差异。

1、耐热性

硅橡胶在空气中的耐热性比有机橡胶好得多,在150℃下其物理机械性能基本不变,可半永久性使用,在200℃下可使用1000h以上;380℃下可短时间使用.因而硅橡胶广泛用作高温场合中使用的橡胶部件。

2、耐候性

硅橡胶主链中无不饱和键,加之Si-O-Si键对氧、臭氧及紫外线等十分稳定，因而无需任何添加剂，即具有优良的耐候性.在臭氧中发生电晕放电时，有机橡胶很快老化，而对硅橡胶则影响不严重.长时间暴露在紫外线及风雨中，其物理机械性能变化不大，经户外曝晒试验数十年，未发现裂纹或降解发黏等老化现象。

3、电气特性

硅橡胶具有优良的电绝缘性能，其体积电阻高达1×（1014～1016）Ω.cm,抗爬电性10～30min(特殊品级可达3.5kv/6h),抗电弧性80～100s(特殊品级可达到420s);表面电阻为(1～10) ×1012Ω.cm;导电品级可达1×（10-3～107）Ω.cm;介电损耗角正切(tgδ)小于10-3,介电常数2.7～3.3(50Hz/25℃),介电强度18～36KV/mm,而且在很宽的温度及频率范围内变化不大.甚至浸入水中后,电性能也很少降低,十分适合用作电绝缘材料.硅橡胶对高压下的电晕放电及电弧具有优良的阻尼作用。

4、压缩永久变形

压缩永久变形性是硅橡胶在高、低温条件下作垫圈使用时的重要性能.二甲基硅橡胶的压缩永久变形性较差，在150℃下压缩22h 后形变值高达60%左右.但是甲基乙烯基硅橡胶,特别是使用烷基系列过氧化物硫化的制品,具有优良的压缩永久变形性,其形变值可在20%以下.二段硫化条件对压缩永久变形值也有很大的影响,亦即二段硫化温度愈高,压缩永久变形值愈低.为了改进硫化胶制品的压缩永久变形性,还可在胶料中添加氧化汞、氧化镉、氧化锌及醌类化合物等。

由于硅橡胶的压缩永久变形性能优异，因而适宜制作O形圈、密封垫片及胶辊等之用.

5、耐油、耐化学试剂性

通用硅橡胶具有中等的耐油、耐溶剂性能，该性能的好坏主要取决于硅生胶的种类，填料的种类及用量、添加剂的类型及交联密度等.硅橡胶侵入极性有机溶剂中，体积将增加10%～15%，在ASTM 1号油及3号油中150℃下浸泡70H，可分别膨胀10%及45%，而在非极性溶剂及燃油中则会膨胀150%～200%，但溶剂挥发后可恢复原状，且对其物理性质影响不大.硅橡胶在室温下的耐油性能不如天然橡胶及氯丁橡胶等；但在100℃以上时，则明显优于后者.硅橡胶对于能溶解有机橡胶的动植物油显示了较好的耐久性.硅橡胶具有耐稀酸、稀碱水溶液的能力，但在强酸、强碱条件下可引起解聚及分解.硅橡胶中引入CF3CH2CH2-基，可大幅度改善其耐油、耐溶剂性能；但在丙酮等极性溶剂中的膨胀度仍较大。

6、耐辐照性

甲基乙烯基硅橡胶具有中等的耐用辐照性能，它能吸收辐照剂量（4.0～5.0）×1013Gy.引入苯基后得到明显提高，可忍受

9.0×103Gy的剂量.当主链中引入亚苯基后则效果成为突出。

7、耐水蒸气性

硅橡胶耐用低压水蒸气（低于130℃）的性能相当好，它在温水及沸水中长时间浸泡，体积增加小于1%，而且很少影响其机械性能及电气特性.但超过140℃的水蒸气即易导致Si-O-Si主链断裂，使硅橡胶的物理机械性能迅速降低。硅橡胶的耐水蒸气性能与其所用填料的种类与用量、交联密度以及硫化剂的种类等有关。

8、热膨胀性、导热系数、比热容及阻燃性

硅橡胶的热膨胀系数比一般有机橡胶大，并主要取决于填料的用量，即硅橡胶的相对密度越大，其膨胀率愈小。硅橡胶的收缩率一般在（2～4）10-4/K之间变化，相当于有机橡胶的2.0～2.5倍,或者为钢的20倍.硅橡胶的导热系数为0.20～0.30W/(m.K),相当于有机橡胶的2倍,特殊品级可超过1.2W/m.K。正由于硅橡胶导热系数较大，因此硫化时橡胶内部升温速度快，从而可以加快硫化速度或减少硫化时间。当硅橡胶中加入导热性填料如AI2O3、BN、MgO、Ag等，可使导热系数提高到2.0～14W/(m.K)。

硅橡胶的燃烧温度约430℃，火焰温度可达750℃。燃烧时生成SiO2,并放出非腐蚀性气体。添加了阻燃剂的特殊品级其极限氧指数（LOI）为27%～55%，阻燃速率可达UL94V-1级乃至UL94V-0级