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硅橡胶培训教材
一概述
硅橡胶是一种兼有无机和有机性质的高分子弹性体,它的分子主连是由硅原子和氧原子交替组成(—si—0—si—),硅氧键键能达370KJ/mol,比一般的碳碳结合键能(240KJ/mol)要大的多,这是硅橡胶具有很高热稳定性的主要原因之一。
它的侧链是与硅原子相连接的CH或取代的CH有机基团,最早这种基团是甲基,后来为了提高生胶的硫化活性及其它的改性,逐渐发展了在侧连上引入了极少量的不饱和乙烯基或其他的有机取代基团。这种低不饱和性的分子结构使硅橡胶具有优良的耐热老化和耐侯老化,对紫外线和臭氧的作用十分有效。
硅氧链呈螺旋形结构,分子链的柔韧性大,分子间的相互作用力弱,这些特征使它的硫化胶柔软而富有弹性,但物理机械性能差。当温度变化时,分子间的作用力改变很小,所以它的各种性能,特别是弹性变化不大。
二甲基硅橡胶
二甲基硅橡胶简称甲基硅橡胶,是硅橡胶中最老的品种,在-60 ℃~250℃温度范围内能保持良好的弹性。由于硫化活性低,工艺性能差,壁厚制品在二次硫化时易发泡,高温压缩变形大等缺点,目前除少量用于织物涂覆外,已被甲基乙烯基硅橡胶取代。
分子结构式如下:
CH3
( SI—O)n
CH3
适用范围: -60 ℃~250℃
甲基乙烯基硅橡胶
甲基乙烯基硅橡胶简称乙烯基硅橡胶,是由二甲基硅氧烷与少量乙烯基烷共聚而成, ~%。
分子结构式如下:
CH3 CH3
(Si O)m(Si O)n CH3
CH3 CH=CH2
m=5000 ~ 10000
n=10 ~20
使用温度: -70 ℃~300℃
特性:
,特别是耐热老化性和高温抗压缩变形有很大改进。
,含量少则不显著,含量过大(%)会降低硫化胶的耐热性。
应用
在硅橡胶生产中,甲基乙烯基硅橡胶是产量最大,应用最广的,除大量应用的通用型胶料外,各种专用性硅橡胶和具有加工特性的也都以它为基础进行加工配合,如高强度硅橡胶、低压缩永久变形硅橡胶,导电硅橡胶,导热硅橡胶以及简便操作不用二次硫化的硅橡胶、颗粒硅橡胶等。
美晨现用的为乙烯基硅橡胶
甲基乙烯基苯基硅橡胶(最好的耐低温硅橡胶)
甲基乙烯基苯基硅橡胶简称苯基硅橡胶,它是在乙烯基硅橡胶的分子链中引入二苯基硅氧烷链节(或甲基苯基硅氧烷链节)而制成的,通过引入大体积的苯基来破坏二甲基硅氧烷结构的规整性,降低聚合物的结晶温度和玻璃化温度。
苯基硅橡胶的分类:
按苯基含量分为:低苯基硅橡胶、中苯基硅橡胶、高苯基硅橡胶。
低苯基硅橡胶:苯基含量5 ~15mol%,耐低温
中苯基硅橡胶:苯基含量15 ~25mol%,耐腐蚀
高苯基硅橡胶:苯基含量30 ~50mol%,耐辐射
分子结构式如下:
CH3 C6H5 CH3
(Si O)m( Si O )n( Si O )p
CH3 C6H5 CH=CH2
其中C6H5为苯基,苯基的引入破坏了二甲基硅氧烷结构的规整性,降低聚合物的结晶温度和玻璃化温度,因此苯基硅橡胶有良好的耐低温性能。
甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶(良好的耐油性能)
甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶简称氟硅胶,它是在乙烯基硅橡胶(%)的分子链中引入氟带烷基(一般为三氟丙基)。
氟硅胶特点:
,比乙烯基硅橡胶好的多;
,比乙烯基硅橡胶好的多,例如它对脂肪族、芳香族和氯化烃类溶剂、石油基的各种燃料油(1#油、3#油….)、润滑油、液压油以及某些合成油(二脂类润滑油、硅酸脂类液压油)在常温和高温下稳定性良好。
,工作温度范围: -50 ℃~250℃
分子结构式:
CH3 CH3
( Si O )m ( Si O )n
CH2CH2CF3 CH=CH2
使用温度范围:-50 ℃~250℃
耐油、耐溶剂
硅橡胶分类
按不同特性分成下列几类:
:采用乙烯基硅橡胶与补强剂等组成,硫化机物理机械性能属于中等强度, ~(5 ~ 7kgl/cm2),伸长率为:200 ~300%,是用量最多,通用性最大的一类胶料。
(高抗撕):采用乙烯基硅橡胶或者低苯硅橡胶,以比表面积较高的气相白炭黑或者经过改性处理的白炭黑做补强剂,并加入适宜的加工助剂和特殊添加剂等综合性配合改进措施,改进交联结构(产生集中交联),提高撕裂强度, ~(80 ~ 100kgl/cm2),扯断伸长率为500% ~1000%,撕裂强度