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关于硅橡胶的基本知识



关于硅橡胶的基本知识

我们都知道,硅橡胶产品是由混炼硅橡胶通过高温硫化而成的。那么混炼硅橡胶又是怎么炼成的呢?硅胶原材料究竟有哪些基本知识是需要我们作为业务员必须去了解的呢?今天就让我来带大家走进硅橡胶的世界,相信会让你受益匪浅哦!以下是我收集的一些相关资料,供大家参考!

首先我来简单的讲一下混炼硅橡胶的形成:

第一是把生胶和白炭黑,硅油按照混炼胶的要求来配制,混炼

第二是煮熟,把上述步骤混炼好的在真空捏合机里煮熟

第三是用开炼机把煮好后的胶磨平成一卷卷

第四是在成卷的胶冷却后(一般是3-4小时的时间),在滤胶机里把胶过滤干净。

很简单吧?但是我们要具体了解原材料的相关成分以及特点,这就需要我们花点心思去请教大师或者搜集资料才能更加深刻的认识到这些东西了。

那么,接下来就带你深入了解它们吧!为了开门见山,我就直接分点陈述了!

1。 。什么是硅橡胶,硅橡胶是如何分类的?

硅胶是一种高活性吸附材料,属非晶态物质,里面含有聚硅氧烷,硅油,白炭黑(二氧化硅),偶联剂及填料等等,主要成分是二氧化硅,其化学分子式为mSiO2·nH2O。不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等

硅橡胶的分类:

硅橡胶按其硫化特性可分为热硫化型硅橡胶和室温硫化型硅橡胶两类。按性能和用途的不同可分为通用型、超耐低温型、超耐高温型、高强力型、耐油型、医用型等等。按所用单体的不同,则可分为甲基乙烯基硅橡胶,甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅,硅橡胶等。

1)二甲基硅橡胶(简称甲基硅橡胶):

制备高分子量的线型二甲基聚硅氧烷橡胶,必须要有高纯度的原料,为保证原料的纯度,工业上通常是先将经过精提纯,含量为99。5%以上的二甲基二氯硅烷在乙醇—水介质中,在酸催化下进行水解缩合,并分离出双官能度的硅氧烷四聚体即八甲基环四硅氧烷,然后再使四环体在催化剂作用下,形成高分子线型二甲基聚硅氧烷。二甲基硅橡胶的形成反应可用下式表示:    

二甲基硅橡胶生胶为无色透明的弹性体,通常用活性较高的有机过氧化物进行硫化。硫化胶可在—60~+250℃范围内使用,二甲基硅橡胶的硫化活性低,高温压缩永久变形大,不宜于制厚制品,厚制品硫化比较困难,内层亦易起泡。由于含少量乙烯基的甲基乙烯基硅橡胶性能较之为优,故二甲基硅橡胶已逐渐被甲基乙烯基硅橡胶所取代。现今生产和应用的其它类型的硅橡胶,它们除含有二甲基硅氧烷结构单元外,还含有或多或少的其它双官能硅氧烷的结构单元,但其制备方法与二甲基硅橡胶的制法没有本质的区别,其制备方法一般为在有利于环体形成的条件下,使所需的某种双官能度的硅单体进行水解缩合,然后按其所需比例加入八甲基环四硅氧烷,再在催化剂作用下共同反应而制得。

2)甲基乙烯基硅橡胶(简称乙烯基硅橡胶):

其结构式可表示为:

此种橡胶由于含有少量的乙烯基侧链,故比甲基硅橡胶容易硫化,使之有更多种类的过氧化物可供硫化使用,并可大大减少过氧化物的用量。采用含少量乙烯基的硅橡胶与二甲基硅橡胶相较,可使抗压缩永久变形性能获得显著的改进,低的压缩变形反映了它作为密封件在高温下具有较佳的支撑性,这乃是O型圈和垫圈等所必须具备的要求之一。甲基乙烯基硅橡胶工艺性能较好,操作方便,可制成厚制品且压出、压延半成品表面光滑,是目前较常用的一种硅橡胶。

3)甲基苯基乙烯基硅橡胶(简称苯基硅橡胶):

此种橡胶是在乙烯基硅橡胶的分子链中,引入二苯基硅氧链节或甲基苯基硅氧链节而得。其分子结构可表示如下:

根据硅橡胶中苯基含量(苯基:硅原子)的不同,可将其分为低苯基、中苯基及高苯基硅橡胶。当橡胶发生结晶或接近于玻璃化转变点或者这两种情况重迭,均会导致橡胶呈现僵硬状态。引入适量的大体积的基团使聚合物链的规整性受到破坏,则可降低聚合物的结晶温度,同时由于大体积基团的引入改变了聚合物分子间的作用力,故也可以改变玻璃化温度。低苯基硅橡胶(C6H5/Si=6~11%)即由于上述原因具有优良的耐低温性能,且与所用苯基单体类型无关。硫化胶的脆性温度为-120℃,是现今低温性能最好的橡胶。低苯基硅橡胶兼有乙烯基硅橡胶的优点,而且成本也不很高,因此有取代乙烯基硅橡胶的趋势。在大大提高苯基含量时则会使分子链的刚性增大,从而导致耐寒性和弹性的降低,但耐烧蚀和耐辐射性能将有所提高,苯基含量达C6H5/Si=20~34%为中苯基硅橡胶具有耐烧蚀的特点,高苯基硅橡胶(C6H5/Si=35~50%)则具有优异的耐辐射性能。

4)氟硅、硅橡胶:

氟硅橡胶是侧链引入氟代烷基的一类硅橡胶。常用的氟硅橡胶为含有甲基、三氟丙基和乙烯基的氟硅橡胶。其结构可表示如下:

氟硅胶具有良好的耐热性而且具有优良的耐油、耐溶剂性能,如对脂肪烃、芳香烃、氯代烃、石油基的各种燃料油、润滑油、液压油以及某些合成油在常温和高温下的稳定性均较好,这些正是单纯的硅橡胶所不及的。氟硅橡胶具有较好的低温性能,对于单纯的氟橡胶而言,这正是一种很大的改进。含三氟丙基的氟硅橡胶保持弹性的温度范围一般为-50~+200℃,耐高低温性能较乙烯基硅橡胶为差,且在加热到300℃以上时将会产生有毒气体。在电绝缘性能方面较乙烯基硅橡胶差得多。在氟硅橡胶的胶料中加入适量的低粘度羟基氟硅油,胶料热处理,再加入少量乙烯基硅橡胶,可使工艺性能显著改善,有利于解决胶料粘辊和存放结构化严重等问题,能延长胶料的有效使用期。在上述氟硅橡胶中引入甲基苯基硅氧链节时,会有助于耐低温性能的改善,且加工性能良好。

硅橡胶是侧链引入腈烷基(一般为β—腈乙基或γ—腈丙基)的一类硅橡胶。极性基的引入改善了硅橡胶的耐油、耐用溶剂性能,但其耐热性、电绝缘性及加工性则有所降低。含甲基,烷基和乙烯基的硅橡胶其结构式可表示如下:  

烷基的类型和含量对腈硅橡胶的性能有较大的影响,如含7.5%克分子γ—腈丙基的硅橡胶,其耐寒性能与低苯基硅橡胶相似,耐油性能 较低苯基硅橡胶为好,当γ—腈丙基含量增至33~50%克分子时,则耐寒性显著降低,耐油性能提高,耐热为200℃。如用β—乙基代替γ—腈丙基时则能使腈硅橡胶的耐热性进一步提高。

5苯撑和苯醚撑硅橡胶:

苯撑硅橡胶是在聚硅氧烷主链上引入苯撑基的一类硅橡胶。其结构可表示为:

由于苯撑基的引入,因而使硅橡胶的耐辐射性能大大提高,同时因芳环的存在使分子链的刚性增大,柔顺性降低,玻璃化温度提高,耐寒性能下降,而抗张强度则有所增高。苯撑硅橡胶具有优良的耐高温、抗辐射性能,耐高温可达250~300℃,且有良好的介电性能和防潮防霉耐水蒸气等特性。在苯撑硅橡胶的生胶组成中,当苯撑含量为60%、苯基含量30%、甲基含量10%(乙烯基含量0.6%)时是适宜的,在这种情况下,硫化胶具有良好的综合性能。

苯撑硅橡胶的缺点是低温性能不佳,脆性温度为-25℃,影响了它在某些方面的应用,苯醚撑硅橡胶的低温性能则远较苯撑硅橡胶为好,脆性温度为-64~70℃。

苯醚撑硅橡胶是分子主链引入苯醚撑和苯撑基团的聚硅氧烷。其分子结构可表示为:

苯醚撑硅橡胶具有良好的力学性能,一般抗张强度可达150~180公斤/厘米(即14。7~17。7Mpa远高于乙烯基硅橡胶强度,同时具有优良的耐辐射性能并优于苯撑硅橡胶。它可耐长时间250℃热空气老化,老化后仍具有较高的强度。苯醚撑硅橡胶的低温性能虽然比乙烯基硅橡胶差,但却远优于苯撑硅橡胶。其介电性能与乙烯基硅橡胶接近,但苯醚撑硅橡胶的耐油差,既不耐非极性的石油基油,也不耐极性的合成油(如4109双酯类合成润滑油、磷酸酯液压油的性能。总之,苯醚撑硅橡胶与乙烯基硅橡胶相较具有较高的强度和抗辐射性能,相似的耐高温性能和介电性能,较差的低温性能、耐油性能和弹性。苯醚撑硅橡胶具有良好的加工工艺性能可用于制造特殊要求的模型制品和压出制品。

从生胶到混炼胶各个成型的条件是什么?

在混炼的过程,由于硅生胶分子间内聚力低, 因此高补强和耐高温的白炭黑填料 成为硅橡胶最重要的配合剂,在选用其他配合剂时,童谣需要考虑耐高温的要求, 即在硅橡胶应用条件下,它们不得发生挥发,分解,炭化或变色等,为了保持硅生胶的耐热性,减少硅键被酸,碱进攻而断裂,混配时即要防止外来酸,碱带入,还要及时的除去过氧化物硫化剂分解产生的酸性物质!

在把混炼的生胶和其他的配料放到真空捏合机里煮熟,刚开始温度不高, 在搅拌的过程中, 通过摩擦慢慢的温度身高, 达到155-160度时, 再过半个小时就可以了,

在把煮熟的胶放到开炼机里去磨平, 成卷, 这个只要注意不要弄脏, 滚动的次数只需要2-3圈就行

在磨平后, 要冷却, 时间大概在3-4个小时, 然后通过赛网, 把胶过滤一遍, 目的是把胶里面的一些固体材质过滤出来

3。 什么是硅油?硅油有哪几个种类?在硅胶原材料中起什么作用?

硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷。它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初缩聚环体,环体经裂解、精馏制得低环体,然后把环体、封头剂、催化剂放在一起调聚就可得到各种不同聚合度的混合物,经减压蒸馏除去低沸物就可制得硅油。 最常用的硅油,有机基团全部为甲基,称甲基硅油。有机基团也可以采用其它有机基团代替部分甲基基团,以改进硅油的某种性能和适用各种不同的用途。常见的其它基团有氢、乙基、苯基、氯苯基、三氟丙基等。近年来,有机改性硅油得到迅速发展,出现了许多具有特种性能的有机改性硅油。 硅油一般是无色(或淡黄色),无味、无毒、不易挥发的液体。硅油不溶于水、甲醇、二醇和- 乙氧基乙醇,可与苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶,稍溶于丙酮、二恶烷、乙醇和了醇。它具有很小的蒸汽压、较高的闪点和燃点、较低的凝固点。随着链段数n的不同,分子量增大,粘度也增高,固此硅油可有各种不同的粘度,从0.65直到上百万厘沲。如果要制得低粘度的硅油,可用酸性白土作为催化剂, 并在180℃温度下进行调聚,或用硫酸作为催化剂,在低温度下进行调聚,生产高粘度硅油或粘稠物可用碱性催化剂。 硅油按化学结构来分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油等;从用途来分,则有阻尼硅油、扩散泵硅油、液压油、绝缘油、热传递油、刹车油等。 硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力,此外还具有低的粘温系数、较高的抗压缩性)有的品种还具有耐辐射的性能。

硅油在硅胶原材料中主要起着抗老化的作用。

4。白炭黑的种类及特点

主要有气相法和沉淀法两种

气相法:多半系由四氯化硅出发,与氯气,氧气(空气)混合后,在高温1000度以上,氢气先与氧气燃烧生成水,后都再与四氯化硅作用,水解生成,微粉,经聚结,捕集及除酸后,得到白炭黑产品。

气相法优点:纯高度,sioh少,补强率高,可热空气硫化,硫化胶透明度高,电气性能好,密封性,耐垫性及动态抗疲劳性能优良

气相法用途:车零部件,电线,电缆,医疗食品,高强度,高透明硅橡胶制品,耐垫密封垫

沉淀法:多由水玻璃出发,在搅拌下加入盐酸或硫酸中和反应,得到SIO2沉淀,经过滤,干燥,研磨成高细度的白炭黑

也还可由碱土金属硅酸出发,通过酸分解反应而得。

沉淀法优点:硫化胶回弹性,压缩永久变形性,抗溶胀性及加工性能好,价格便宜,胶料不易结构化,并且只能用在橡胶,塑料制品填充,补强。

沉淀法用途:一般成型制品,胶辊,耐油密封垫材料

5。混炼硅橡胶的成型主要有哪些?

主要有:模压成型,传递模压成型,注射成型,挤出成型法

6.脱模剂有几种?具有什么功能?

有纯硅油型脱模剂,溶液型脱模剂,乳液型脱模剂,硅膏型脱模剂,喷雾型脱模剂,可固化型脱模剂

脱模剂主要功能?

主要功能是防止或者减少成型制品出模时的机械损伤。

7.硅胶与橡胶的区别

我们通常误以为硅胶是橡胶的一种,其实这是错误的。

硅胶的原材料的主要成分都是从硅石中提炼出来的(比如硅油,白碳黑),而橡胶的原材料是从树脂中提炼出来的,硅胶的成本比橡胶要更贵,更加环保。

8.硅橡胶产品的前景

在环保和健康话题越来越被关注的今天,加上硅橡胶产品的广泛应用性,相信在不久的将来,

一定会开发出越来越多的硅胶产品,挑战不同的领域,来迎合市场的需求,也越来越会受国人和世人的亲睐

怎么样,阅读完这些资料后,你对硅胶原材料的相关知识已经有一个大概的了解了吧?但是,学无止境,后面还有更多的知识等着你去探索呢,再接再厉吧!




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