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有机硅的特性

  有机硅是特殊的有机生橡胶与高纯度的二氧化硅为主要成分的混炼橡胶,兼具有机和无机二方面的性质。
有机硅橡胶的分子构造以硅氧烷键(Si-O)为主结构,结合能量为106.0Kcal/mol,与结合能量为84.9Kcal/mol的碳键(C-C)相比,其结合能量要大得多,而且硅氧烷键的结构非常稳定。因此,与普通橡胶相比,有机硅橡胶有许多优异的特性,如热稳定性,电气绝缘性,化学稳定性.

  有机硅(聚二甲基硅氧烷)是螺旋形结构,分子间的作用力非常小,因此其有良好的弹性、伸缩性大、耐寒性能优秀等良好的性质。由于位于螺旋形结构外侧的甲基能够自由旋转,所以有机硅又有许多独特的表面特性,比如,防水性、脱模性等等。

  热稳定性
与有机橡胶相比,有机硅橡胶具有非常稳定的热稳定性,在150℃的环境下,有机硅橡胶的特性几乎不发生变化,能够进行半永久性地使

用,即使在200℃的环境下,有机硅橡胶也能够连续使用10,000小时以上,有机硅橡胶也能够在350℃的环境下短期使用。因此有机硅橡胶作为用于高温部位的零部件材料,得到广泛的应用。通常,有机硅橡胶在空气中进行加热时,其特性会下降,朝着变硬以及伸缩性降低的方向恶化;但是,如果在密封的条件,则会朝着变软的方向恶化;和在空气中进行加热相比较,其热稳定性寿命会缩短。软化现象是硅氧烷聚合体被 切断而产生的,为了防止这一现象,可以通过配方、硫化
剂的选定、二次硫化的方式来提高其密封热稳定性。

耐寒性
一般有机橡胶的脆化温度是-20~-30℃;有机硅橡胶的脆化温度却可以达到-60~-70℃,部分产品甚至可以承受-100℃以下的极低温度。

耐气候性
在因电晕放电而产生臭氧的环境中,一般有机橡胶的特性迅速下降,而有机硅橡胶几乎不受影响;即使长时间曝露在紫外线和风雨的恶劣环境中,有机硅橡胶的物理性能也几乎不会变化。

电气特性
有机硅橡胶有非常优异的电气绝缘特性(1014~16*m),在广阔的温度范围和频率区域内,有机硅橡胶能保持非常稳定的电气特性,即使是浸泡在水中,有机硅橡胶的绝缘性也不会降低,有机硅橡胶最适合用作绝缘材料。有机硅橡胶对高压下的电晕放电或电弧,表现出极好的阻抗性。

导电性
导电性有机硅橡胶是加入了碳黑等材料的混炼橡胶,具有从*cm到10*m的导电率范围,并且与普通有机硅橡胶相比,导电性有机硅橡胶的其它性质几乎完全没有发生变化。因此有机硅橡胶广泛应用于按键触点、加热器线圈,防静电部分和高压线览的封装材料等。通常作为导电性有机硅橡胶,市面上的大多数产品 的导电率在0.01~10*m,在100*m以上的范围,微量变化的碳黑将导致电阻率大辐度变化,想要得到稳定的电阻是非常困难的。

耐蒸汽性
即使长时间浸泡在水中,有机硅橡胶的吸水量只有1%,而且其机械强度和电气特性上几乎不受任何影响(无论是泠热水还是沸水,几乎不发生变化);一般情况下,常压下接触蒸汽,有机硅橡胶的机械强度和电气特性几乎完全不会发生变化;但是在加压环境中接触蒸汽,随着压力的加大,有机硅橡胶的机械强度和电气特性所受到的影响将变大;通过配方、硫化剂的选择、二次硫化等措施,这一现象能得到改进,而且现在还有特别耐蒸汽和耐热水的产品。

耐油、耐溶剂性,耐化学性
有机硅橡胶有优异的高温环境下耐油性、耐溶剂性和耐化学物质性。几乎完全不会被苯胺、酒精等极性有机物及弱酸弱碱等物质所侵蚀,膨润所造成的体积增长也仅有10~15%以内;虽然出现膨润,但是不会分解或溶解,一旦除去溶剂,有机硅橡胶将恢复到原来状态;但是有机硅橡胶会受高浓度的强酸强碱的侵蚀;所以必须将有机硅橡胶存放在不与强酸强碱发生接触的地方。

压缩永久变形
在加热条件下发生压缩变形的密封橡胶圈所用的橡胶材料中,恢复性的好坏是特别重要的;有机硅橡胶的压缩永久变形在-60~250℃的范围内是稳定的;但是随着温度的变化,普通有机硅橡胶的压缩永久变形会明显增大;因此有机硅橡胶通常需要二次硫化处理并要选择合适的硫化剂 。

抗弯曲疲劳性
通常有机硅橡胶在耐弯曲疲劳性等动态压力方面,并不比有机类橡胶有明显的优势;但是采用某些措施开发出来的有机硅橡胶产品,和普通有机硅橡胶相比,则具有8~10倍的优异的抗疲劳弯曲性,这些产品在OA键盘、传送带的橡胶零部件得到广泛的应用。

强度
一般情况下,有机硅橡胶的撕裂强度为10kgf/cm左右,通过聚合体的改良及填充剂、交联剂的选择,能够制造出30~50kgf/cm的高强度类产品。在室温环境下,有机硅橡胶比有机橡胶的强度要差一些,但是在高温环境中的强度保持率却较高,强度反而比有机橡胶要好。

阻燃性
即使接近火焰,有机硅橡胶也不会轻易燃烧,但是一旦被点燃,则会一直烧下去;不过,通过添加微量的阻燃性,可有达到优异的阻燃性和自消焰性。目前有机硅橡胶已经有能够达到UL 94V-0标准的产品了。并且这些产品不含有机卤素化合物,因此不会产生烟和有毒气体,广泛应用于家电、办公设备乃至用于飞机、地铁等封闭空间及建筑物内部的材料,成为安全方面不可缺少的产品。

生理惰性
在接触人体的情况下,和其它有机材料相比,人体组织对有机硅橡胶的反应比较小,而且有机硅橡胶自身就具备生理惰性,因此得到广泛应用,如奶嘴,针筒,橡胶塞等;另外其触感舒适,外观华丽,也广泛用于休闲用品,如泳帽,眼镜等。

抗震性
有机硅橡胶在-50~100℃的范围内有非常稳定的抗震性。

透明性、着色性
目前有高透明高强度的有机硅橡胶,在食品用管道及其它方面得到广泛应用;有机硅橡胶非常容易进行着色处理,从而制出色泽艳丽的成形品。

非粘附性、非腐蚀性
由于有机硅橡胶化学性质不活泼,有非常优异的脱模性,也不会被腐蚀,因此有机硅橡胶在复印机滚轮、密封圈及失蜡熔铸模等广泛领域得到应用。

典型应用
有机硅正在以多种方式引领着电子时代的生活方式,手机,互联网,无线电脑及智能卡的制造均使用到有机硅。采用有机硅技术制成的高性能产品正在走进当今日渐增多的,要求严格的电子及电器领域。有机硅可以密封,保护极为敏感的电路,半导体及设备,使其免受热量,污染及意外的损坏,并且有利于电力的持续供应。另外,有机硅不会自燃,不会腐蚀,符合电子产品生产及制造中最为苛刻的安全及纯度要求,并且非常适合高压用途,可以对地下及地上电线电览及

供电线路提供绝缘保护。
随着电子设备越来越薄,越来越快,越来越小,有机硅出色的物理特性使得它在新的领域大显身手:高低温稳定性,出色的绝缘性、强度、弹性及韧性,抗湿能力,化学稳定性,抗紫外线及其它环保特性,可以粘合、保护多种材料。汽车--有机硅可以隔离极为敏感的汽车电子元件。有机硅有助于保护在极限温度下的电子元件性能,使其免受湿度、盐蚀、及其它腐蚀环境的影响。有机硅有助于确保气囊、车体元件、刹车系统、点火、燃油、空气系统及传动装置中的电子元件可靠运行。航空航天—有机硅可以承受航空航天中所必须的温度及压力极限。有机硅密封剂、粘合剂及灌封剂可能确保电子元件及系统运行良好。
通信电子--输助键盘、键盘及复印机滚筒均采用有机硅制造,电脑、传真机、电话及娱乐设备也离不开有机硅。家用电器—自动咖啡机、微波炉、蒸汽熨斗、电视、洗衣机、吸尘器—几乎所有的家用电器的电子元件均采用有机硅材料予以保护,其使用寿命得以延长。

有机硅特性及用途汇总

主要产业应用案例

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