[科普中国]-有机硅橡胶

有机硅橡胶又称有机硅氧烷或硅酮橡胶。分子主链为-Si-O-键、以单价有机基团为侧基的线性高分子聚合物，按硫化温度分为高温和室温硫化硅橡胶两类，首者为分子量在100X104以上的固体胶，后者为分子量1X104~5X104的粘稠液体。Si-O键键能(370kJ/mol)比C-C键能(240kJ/mol)高很多，且分子链柔顺，所以耐高、低温性能优异，使用温度为-70~300℃；同时电绝缘性能优良，对人体组织无毒害作用。适用于作空气系统的耐高温密封件、绝缘制件、型材、胶管膜片及医疗卫生制品。室温硫化硅橡胶主要用于制作飞机座舱、机身及整体油箱的密封剂和建筑用防水、防漏密封材料。甲基乙烯基硅橡胶比二甲基硅橡胶使用温度范围宽、强度好、压缩永久变形小；而苯基硅橡胶的低温性能更好，在一100℃下仍有弹性，并有更高的耐热、耐幅照性能；氟硅橡胶兼有氟橡胶和硅橡胶的优点，能耐矿物油和化学溶剂。

主要性能由硅-氧主链和硅-碳侧链组成的聚合物统称为有机硅聚合物，其弹性体-线性高聚物称为有机硅橡胶。由于有机硅聚合物中有无机高分子链，因而它具有较宽的工作温度范围、优良的电性能，并且耐候性、耐臭氧及防潮性良好。耐高低温性能好。它可在250~300℃长期工作，瞬时，可耐数千度高温；在-70~100℃下，仍可保持弹性。有机硅橡胶是所有橡胶中使用温度范围最宽的。有优异的耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和天侯老化性能。优良的电绝缘性。它无味、无毒，对人体无不良反应。表面层疏水，对许多材料不粘，可起隔离作用。同时具有低吸潮性，可在潮湿条件下加工使用。透气、透湿性好。室温下对氮、氧、空气的透气性比天然橡胶高30~40倍。耐燃、防震、防霉。机械性能好。1

性能特点有机硅橡胶辐射稳定性不很高，且随辐照温度增高其性能急剧地恶化。一些填料和橡胶混合物的配合剂能提高未变形的有机硅橡胶辐射稳定性。无填料时，有机硅橡胶可承受0.1~10kGy吸收剂量的辐照。在20~50kGy下，其介电性能改变很小，辐射作用相似于热老化，为叠加和。含石棉填料时，在1 MGy吸收剂量辐照后的破断强度增加10%，剪切强度减少5%，硬度和密度均上升5%。提高辐照温度会导致聚二甲基有机硅为基料的橡胶结构化速度的增加，在-180、-80，25，150和300℃时结构化产额分别为1.9，2.2，3.0，4.2，3.2。降低温度，结构化和降解二过程均减少活性，结构化活性减少更快。

对以聚二甲基有机硅为基料的橡皮混合物进行γ辐照时，其结构化速率对温度的依赖关系不遵循阿伦纽乌斯公式。认为在辐照包含填料的体系中，由于其表面吸附氧和其他活性基团而具有复杂的反应动力学性质。2

应用虽然有机硅橡胶辐射稳定性不很高，但耐热性好，因而在一些辐射强度相对不很高而温度较高的场合得到广泛应用。如用硫化有机硅橡胶和钨粉可得到有弹性的、热稳定的屏蔽γ辐射的材料。作为粘结剂和中子慢化剂的复合屏蔽材料的聚乙烯，因其热稳定性不高而受到限制，对于温度较高(>150℃)的场合只能用含氢少一些的有机硅橡胶代替。

作为高温密封材料，有机硅橡胶垫圈还可以用于辐照装置和堆内试验装置上。有机硅橡胶和人体细咆相容性好，已广泛用于核医学领域，比如连接管、人体器官和药物包覆。利用辐射硫化有机硅橡胶，能提高撕裂强度，可制备心办零件；作为辐射加工原料，辐射硫化聚杂硅氧烷具有很高的耐热性，无空气、短期使用可达560~620℃。2

实际价值硅橡胶有突出的防潮防霉能力，固化体具有弹性大，收缩率小的特点，是一种良好的防振体。制导雷达用的多波形脉冲变压器，工作电位大于30kV，是一种高频、低损耗、高电位、大功率、多波形器件。其磁芯体采用厚度为0.02~0.03mm的U512铂钼合金和卷带非晶态合金。由于这两种磁芯性极脆，又均为环状体，为防止磁芯性能劣化，故安装在护盒中，采用室温硫化硅橡胶真空灌注到盒体内部。使护盒和磁芯成为一个整体，能有效地防止振动带来的损伤，同时也有效地解决了绕组对地绝缘问题。由于胶层较厚，使用温度超过130℃，护盒是密封状态，为保证使用过程中不再有低分子物逸出，避免已硫化的聚合物长时间使用后自解成粘稠体的现象出现，采用阴干、潮热、干燥三阶段的硫化过程。即先在室温下阴干，再在40~50℃，相对湿度大于90%的潮湿箱中处理，然后在120~200℃烘箱内干燥，以使活性基团充分反应完成，使生成的低分子物完全清除，保证灌封体的性能稳定。

制导雷达天线型面上斜向支承有四根长约800mm的馈源支承管，其中三根管内贯穿馈线波导。在产品参数装调之后，支承管两端进出口只留有2~3mm宽的深长窄腔。为保证天线正常工作，防止方位俯仰、旋转运行振动带来的损伤，防止雨水、风沙、尘埃、盐雾等的侵蚀，采用有机硅橡胶填充支承护管内腔，密封端口。支承管内壁与波导的间隙扁窄而深长，而有机硅橡胶又具有粘稠不易流动的特性，这是灌封工艺需研究解决的关键问题。使用的有机硅橡胶为双组份胶、由基料、填料、处理剂和硫化剂组成乳白色膏状物。

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李航 - 副教授 - 西南大学