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硅橡胶的特性及市场前景


       硅橡胶以其优良的耐热、耐寒、耐候、阻燃、电绝缘等特性,现正在传送、通信、电气、机械、能源、建筑等领域广泛地应用。过去,硅橡胶给人们的印象是高价的材料,但通过有机硅制造厂对提高生产效率的努力、制品加工厂的技术改进和操作工艺的简单化,其普通的用途也在迅速扩大。而且,有效利用有机硅具有的这些特性,在根据用途进行赋予了新特性的制品开发的同时,各公司也正在开拓新的市场。

1  硅橡胶的特点

       有机硅聚合物的主链是以Si-O键为骨架的硅氧烷键,键能比C-C键高约25%,化学性能稳定,因此与一般的有机材料相比,其耐热性、耐候性极其优良。同时,由于硅氧烷键的柔软性高,通常用的聚二甲基硅氧烷的侧链为相互作用弱的甲基,所以分子间的吸引力小,玻璃化转变温度低,耐寒性也非常好。硅橡胶胶料及其制品是通过在这种有机硅聚合物中混入白炭黑等填充剂、硫化剂、各种添加剂进行制造的。

2  硅橡胶的技术动向

2.1  高速硫化

        硅橡胶可采用模压、连续自动注射、挤出、压?#21360;?#28034;敷等方法进行成型加工,但为了提高其生产效率,所以要求胶料应具有更快的硫化速度。在采用过氧化物硫化时,根据所采用硫化剂(过氧化物化合物)的特点可作一定程度的调整,但必须是在较高的温?#35748;?#36827;行,而且硫化速度的提高也是有限的。对加成硫化型硅橡胶来?#29627;?#22312;配合设计上就可很容易地控制硫化速度,与过氧化物硫化型相比,硫化曲线具有快速上升的这一特点。

2.2  导电性

       硅橡胶以其优良的电绝缘性,在电气、电子领域的应用也在逐渐扩大,但通过配?#31995;?#30005;性填充剂便可使其成为导电性的材料。作为导电性填充剂,可选用乙炔炭黑、金属粉末、金属氧化物等。其中,使用银等贵重金属粉末可使体积电阻达到10-3Ω·cm的水平,但问题是即使使用银包覆的粉末其材料也是高价的。

2.3  导热性 
      硅橡胶的导电热性依赖于填充剂的用量,但通常导热系数是在
0.2-0.3W/m·K的范围。通过配合金属氧化物等高导热性填充剂,对提高硅橡胶的导热性是极其有效的。采用高填充增量性白炭黑的方法可使导热系数达到0.5W/m·K的程度,但同时会导致硅橡胶的回弹性下降、压缩永久变形增大、粘度增高等不良现象的产生。因此,采用配合氧化铝的方法不仅能够克服这些缺点,而且通过调整氧化铝的粒径、形状,便可制得导热系数达2.0W/m·K的高导热性的材料。随着电气、电子仪器的小型化、轻量化,作为散热性材料的导热性硅橡胶,在图4所示的电子传真机(定?#23433;?#20301;、加热辊)中的应用也在逐年增?#21360;?#26368;近,正在进行着为节省电力能源而要求低热容量化的导热性材料的开发。  

2.4  粘合性 

       硅橡胶对各种基材的隔离性优良,作为模具用材料也正在广泛地应用。相反,也有与基材粘合的用途,通过底涂剂对基材进行处理使其粘合是过去一直采用的技术,并备有适应基材的各种底涂剂选择使用。另外,也?#24615;?#30789;橡胶中添加粘合成分,同?#22791;?#20104;了自粘性的材料。
2.5  硅橡胶海绵 
      以保持减振性、降低导热性为目的硅橡胶海绵,现正在衬垫、胶辊等制品中广泛地应用。这种海绵的成型也有采用机械地使气体分散在硅橡胶中制成海绵状的方法,但得不到均一的发孔结构,只能制得粗发孔结构的海绵。过去,多数采用的是在硅橡胶中添加有机发泡剂,并在硫化的同时使其发泡成为海绵状的方法作为硅橡胶常用的有机发泡剂一般是AIBN(偶氮二异丁腈),但由于在加热时作为分解副产物会产生有毒的四甲基琥珀酰腈,所以对操作环境的担心是十分必要的。
2.6  ?#20174;?#24615;热熔有机硅材料 
      有机硅的热熔材?#31995;?#30446;前为?#22815;?#26410;发现,但最近东丽、道?#30340;?#26377;机硅公司已开发出了有机硅的?#20174;?#24615;热熔材料。该材料在约120℃下可进行挤出,在自然冷却时为腻子状,并可发挥其粘着力。而且,在室温下硫化(缩合?#20174;?可成为弹性体,是一?#20013;?#22411;的材料。

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