[科普中国]-腈硅橡胶

腈硅橡胶分子结构中含有腈烷基的聚有机硅氧烷弹性体。因硅橡胶侧链中引入极性腈基，使耐油性、耐溶剂性得到很大提高，耐低温性能得到改善。腈基含量多少对橡胶性能有明显影响，当含量较低时，耐寒性较好，耐油性有一定提高，含量增大，耐油性进一步改善，耐寒性降低。β腈乙基取代的腈硅橡胶比含γ腈丙基的橡胶耐热性好，两种膪硅橡胶的耐热性分别为230C和200℃。高分子量热硫化腈硅橡胶用于制造航空、石化、汽车工业中的耐油密封垫片，低分子量腈硅橡胶用于制作宇航飞行器座舱密封用不硫化腻子。

腈基含量测定腈硅橡胶的耐油性，耐寒性和良好的物理机械性能与该胶中腈烷基含量有关，故橡胶中腈基含量的多寡是评定腈硅橡胶的一项重要指标。称取约0.5g试样于一小块定量滤纸中，将试样包好后投入500ml凯氏定氮瓶中，依次加入10g硫酸钾，20ml浓硫酸，瓶口接一长颈玻璃漏斗，置于电炉上加热，边加热边用滴管通过漏斗逐滴加入30%过氧化氢溶液，直至烧瓶中溶液成无色。冷却后加入150ml蒸馏水，100ml40%氢氧化钠溶液和少量毛细管，进行蒸馏，用100ml2%硼酸溶液作吸收液。当馏出液达到150ml左右即可停止蒸馏。用0.1mol/L盐酸标准溶液滴定蒸出液，以甲基红-亚甲基蓝为混合指示剂，溶液由绿色变为灰紫色即为终点。同时做一空白试验。1

生产工业产腈硅橡胶能耐脂肪族和芳香族的溶剂及工业液体，具有满意的物理机械性能，高耐寒性，而且还比氟硅橡胶便一些。此外，它也具有着硅橡胶的优点，高度的热稳定性，其耐油性与丁腈橡胶相近。

腈硅橡胶是由氰烷基甲基二氯硅烷与二甲基二氯硅烷制得，可以制成不同稠度的产品一从流动状的、稠度不大的液体直到类似橡胶的聚合物。聚合物的性能决定于缩合度、氰烷基硅氧烷的含量以及气烷基的类型。2

性能氰烷基的特性首先表现在聚合物的热稳定性方面。如果在二甲基聚硅氧烷中用乙基或丙基来代替甲基，那么热稳定性剧烈下降。如果再使氰基加成到碳原子上，那么热稳定性将会下降得更多。而如果CN-基是处于β-或γ-位置上，那么热稳定性将显著增高。因此，含γ-氰丙基的共案物有着像二甲基聚硅氧烷那样良好的热稳定性。增加腈基与硅原子之间的-CH2基的数量，将进一步减小CN-基对聚合物性能的影响。

共聚物中氰烷基硅氧烷的含量或腈基的浓度能调节两个性能：耐溶剂性及耐寒性。腈基含量增高时，橡胶在溶剂中的抗润胀性即随之增高。当CN-基浓度大于20%时，橡腋的润胀率即小于最好的二甲基聚硅氧烷；而当CN-基浓度大于359时，则其润胀指标与最耐溶剂的有机橡胶相同。

橡胶结构的规整性在引入烷基时受到了破坏，这就使脆性温度大大下降，也就提高了耐寒性。但当继续增高CN-基的含量时，则分子间的作用增高，并且由于强极性基CN的影响链的柔软性受到限制，这就使脆性温度增高。但尽管如此，甚至在CN-基含量颇高的情况下，其脆性温度仍然要比二甲基聚硅氧烷低一些。含65%氰丙基甲基硅氧烷的腈硅橡胶，其脆性温度为-95°C，而具有同样耐油性的丁腈橡胶，其脆性温度不低于-30°C。 另一方面，如果将腈硅像胶与耐寒的苯基硅橡胶相比，那么可以看到，当耐寒性相等时，苯基硅橡胶在耐烃类溶剂的稳定性方面大大低于含CN-基的硅橡胶,这样，在制造腈硅橡胶时，借调节原料的类型、用量以及缩聚反应的条件， 就能制得含有不同类型、不同含量和不同比例氰烷基的共聚物，因而制得性能极不相同的共聚物。2

应用未填充的腈硅橡胶是一种透明的聚合物，外观与二甲基聚硅氧烷像胶相似。其混炼胶的制备及加工都可按橡皮工业通常用的工艺来进行，硫化也可用普通硅橡胶所用的方法。当正确地选择混炼胶的配方及其制备方法时，腈硅橡胶的机械性能与通用性硅橡胶相近似。

腈硅橡胶由于成功地粽合有耐油性与耐寒性，因此是极有发展前途的。从1958年开始，NSR-X5602 已经应用于航空工业，用来制造在周期性或偶而与具有强烈润胀性的液体接触的条件下进行工作的衬垫和密封。它还可以用来制造汽车变速箱和差速器上的密封，制造制动器、橡皮空气弹簧上的密封，以及用于电气工业及石油工业中。2

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学