以下硅橡膠的特性理經(jīng)過我新華寶專業(yè)人士研討分析得到的結(jié)論:
硅橡膠的性能主要源于線型聚硅氧烷的化學(xué)結(jié)構(gòu),即由于主鏈由Si-O-Si鍵組成,具有優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性,耐候性以及良好的電性能。當(dāng)生膠側(cè)鏈中引入少量基,可改善橡膠的耐低溫性能;引入γ-三氟丙基,可提高耐油、耐溶劑性能。主鏈中引入亞芳基可提高耐用輻照及機械性能等。此外硅橡膠以白炭黑及金屬氧化物等作填料,以有機硅化合物(硅氧烷或硅烷)作結(jié)構(gòu)控制劑,并使用特定的改性添加劑,過氧化物硫化劑以及配合成型工藝等。因而,硅橡膠不僅具有一系列不同于有機橡膠的特性,而且硅橡膠之間的性能也可有相當(dāng)差異。
1、耐熱性
硅橡膠在空氣中的耐熱性比有機橡膠好得多,在150℃下其物理機械性能基本不變,可半性使用,在200℃下可使用1000h以上;380℃下可短時間使用.因而硅橡膠廣泛用作高溫場合中使用的橡膠部件。
2、耐候性
硅橡膠主鏈中無不飽和鍵,加之Si-O-Si鍵對氧、臭氧及紫外線等十分穩(wěn)定,因而無需任何添加劑,即具有優(yōu)良的耐候性.在臭氧中發(fā)生電暈放電時,有機橡膠很快老化,而對硅橡膠則影響不嚴(yán)重.長時間暴露在紫外線及風(fēng)雨中,其物理機械性能變化不大,經(jīng)戶外曝曬試驗數(shù)十年,未發(fā)現(xiàn)裂紋或降解發(fā)黏等老化現(xiàn)象。
3、電氣特性
硅橡膠具有優(yōu)良的電絕緣性能,其體積電阻高達1×(1014~1016)Ω.cm,抗爬電性10~30min(特殊品級可達3.5kv/6h),抗電弧性80~100s(特殊品級可達到420s);表面電阻為(1~10)
×1012Ω.cm;導(dǎo)電品級可達1×(10-3~107)Ω.cm;介電損耗角正切(tgδ)小于10-3,介電常數(shù)2.7~3.3(50Hz/25℃),介電強度18~36KV/mm,而且在很寬的溫度及頻率范圍內(nèi)變化不大.甚至浸入水中后,電性能也很少降低,十分適合用作電絕緣材料.硅橡膠對高壓下的電暈放電及電弧具有優(yōu)良的阻尼作用。
4、壓縮變形
壓縮變形性是硅橡膠在高、低溫條件下作墊圈使用時的重要性能.二甲基硅橡膠的壓縮變形性較差,在150℃下壓縮22h后形變值高達60%左右.但是甲基乙烯基硅橡膠,特別是使用烷基系列過氧化物硫化的制品,具有優(yōu)良的壓縮變形性,其形變值可在20%以下.二段硫化條件對壓縮變形值也有很大的影響,亦即二段硫化溫度愈高,壓縮變形值愈低.為了改進硫化膠制品的壓縮變形性,還可在膠料中添加、氧化鎘、氧化鋅及醌類化合物等。
由于硅橡膠的壓縮變形性能優(yōu)異,因而適宜制作O形圈、密封墊片及膠輥等之用.
通用硅橡膠具有中等的耐油、耐溶劑性能,該性能的好壞主要取決于硅生膠的種類,填料的種類及用量、添加劑的類型及交聯(lián)密度等.硅橡膠侵入極性有機溶劑中,體積將增加10%~15%,在ASTM 1號油及3號油中150℃下浸泡70H,可分別膨脹10%及45%,而在非極性溶劑及燃油中則會膨脹150%~200%,但溶劑揮發(fā)后可恢復(fù)原狀,且對其物理性質(zhì)影響不大.硅橡膠在室溫下的耐油性能不如天然橡膠及氯丁橡膠等;但在100℃以上時,則明顯優(yōu)于后者.硅橡膠對于能溶解有機橡膠的動植物油顯示了較好的耐久性.硅橡膠具有耐稀酸、稀堿水溶液的能力,但在強酸、強堿條件下可引起解聚及分解.硅橡膠中引入CF3CH2CH2-基,可大幅度改善其耐油、耐溶劑性能;但在等極性溶劑中的膨脹度仍較大。
6、耐輻照性
甲基乙烯基硅橡膠具有中等的耐用輻照性能,它能吸收輻照劑量(4.0~5.0)×1013Gy.引入基后得到明顯提高,可忍受9.0×103Gy的劑量.當(dāng)主鏈中引入亞基后則效果成為突出。
7、耐水蒸氣性
硅橡膠耐用低壓水蒸氣(低于130℃)的性能相當(dāng)好,它在溫水及沸水中長時間浸泡,體積增加小于1%,而且很少影響其機械性能及電氣特性.但超過140℃的水蒸氣即易導(dǎo)致Si-O-Si主鏈斷裂,使硅橡膠的物理機
械性能迅速降低。硅橡膠的耐水蒸氣性能與其所用填料的種類與用量、交聯(lián)密度以及硫化劑的種類等有關(guān)。
8、熱膨脹性、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容及阻燃性
硅橡膠的熱膨脹系數(shù)比一般有機橡膠大,并主要取決于填料的用量,即硅橡膠的相對密度越大,其膨脹率愈小。硅橡膠的收縮率一般在(2~4)10-4/K之間變化,相當(dāng)于有機橡膠的2.0~2.5倍,或者為鋼的20倍.硅橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)為0.20~0.30W/(m.K),相當(dāng)于有機橡膠的2倍,特殊品級可超過1.2W/m.K。正由于硅橡膠導(dǎo)熱系數(shù)較大,因此硫化時橡膠內(nèi)部升溫速度快,從而可以加快硫化速度或減少硫化時間。當(dāng)硅橡膠中加入導(dǎo)熱性填料如AI2O3、BN、MgO、Ag等,可使導(dǎo)熱系數(shù)提高到2.0~14W/(m.K)。
硅橡膠的燃燒溫度約430℃,火焰溫度可達750℃。燃燒時生成SiO2,并放出非腐蝕性氣體。添加了阻燃劑的特殊品級其極限氧指數(shù)(LOI)為27%~55%,阻燃速率可達UL94V-1級乃至UL94V-0級。